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1、探析高层叠挑钢结构施工技术 摘要:文章主要阐述了高层建筑叠挑钢结构的施工技术难点,讲述了三种施工方案的优缺点，分析了电算与实际施工中存在的差异,提出了叠挑钢结构合理的安装顺序及注意事项。关键词:叠挑结构高层建筑施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：前言：随着国内经济的快速发展,人们对建筑物的要求越来越高一一不仅仅只是追求其使用功能,而更加注重建筑物的外观造型。随之一大批大跨度、大悬挑、大空间、曲面异性等结构应运而生。悬挑钢结构由于施工方便、在改变结构外观造型上形式多样、效果明显等特点,在实际工程多被采用。悬挑结构按照结构类型可分为单层悬挑和多层悬挑。悬挑结构的施工,常采
2、用胎架支撑安装、无支撑安装或两种相结合的施工方法。由于悬挑结构只有一个固定端,不能像常规的柱梁结构进行安装。目前国内最常用的方法是采用全部支撑体系安装、无支撑体系安装以及部分支撑体系安装三种方案。但每种方案都有各自的优缺点,施工过程中可根据结构特点,择优选择。51工程概况在某工程中建筑面积21.5万平方米,建筑高度35.92米,共7层。角部结构从二层开始悬挑,上部每层均比下一层多挑出约3米,在立面上形成倒梯形结构。角部悬挑结构位于整个建筑的四个角部,采用全钢结构设计。主体结构为钢骨柱混凝土框架结构,悬挑结构通过钢牛腿与主体结构内钢骨柱相连。各楼层钢结构概况见表l,结构立面图见图1。表达
3、1叠挑结构概况图1叠挑结构立面图2施工重难点分析叠挑结构最大悬挑长度33.6米,最高悬挑35.6米。按照设计要求,悬挑结构按照1/300进行安装起拱,采取何种安装方案是决定该部分安装质量的重要因素。同时,由于悬挑结构与主体结构的钢骨连接,悬挑钢结构的施工应选择哪个阶段开始一一领先主体混凝土结构还是滞后混凝土结构?领先主体混凝土结构几层才不会造成下挠过大?这些问题都需要在施工前进行分析和考虑。3施工方案的选择3.1全支撑体系安装5全支撑体系安装是指在每层的悬挑端设置支撑胎架,悬挑结构随主体结构同步施工,待结构封顶后拆除胎架卸载。采用此方案,其优点是悬挑结构起拱值容易控制,支撑体系卸载后悬
4、挑结构各杆件的内力重分配更加趋于理论设计值。其缺点是现场安装需要设置大量支撑体系,安装措施费会增加。3.2无支撑体系安装无支撑体系安装是指紧靠结构自身刚度,采用“长肉”的方式进行安装。典型工程如央视新台址大悬挑合拢安装。此方案的优点是可以省掉大量支撑体系,节约安装措施费。其缺点是在安装过程中悬挑结构端部的起拱值不易控制。由于在上部结构安装过程中未能形成结构体系,不能参与结构受力,因此,所有自重荷载和施工荷载全部需要下部结构来承担。而随着上部楼层的构件不断参与结构受力体系来,整个结构的受力体系是一个动态变化的,所以采用此方案不利于测量控制,同时存在强度不够的风险,需要进行模拟分析。3.2
5、部分支撑体系安装部分支撑体系安装是指仅在悬挑结构的关键部分或者一部分采用支撑体系进行结构安装,待结构封顶后拆除胎架卸载。该安装方案折中了上述两种方案的优缺点。3.4方案的确定5综合分析上述三种安装方案的优缺点,同时结合本工程悬挑结构自身特点,拟采用部分支撑体系的安装方案。仅在二层设置支撑胎架,主体结构内钢骨结果先施工,悬挑结构随主体混凝土结构同步施工。4施工方案的实施4.1支撑胎架的设计与加固二层悬挑高度为7.95米,距首层楼面高度仅有9.45米。考虑到支撑高度不高,可选择截面400mm×400mm×20mm×20mmH型钢作为独立式支撑胎架。胎架柱脚与首层楼面的预埋钢板焊接连接。4.
6、2安装顺序悬挑部分是按照先主体,后悬挑的安装顺序进行。先安装主体结构部分钢结构,再施工主体结构的混凝土结构。待混凝土结构达到一定强度后,最后安装外悬挑结构,避免出现悬挑钢结构跟随主体钢结构同步施工。立面施工工况见图2。图2立面施工工况4.3焊接质量控制焊接顺序和层间温度是焊接质量的重点控制要素,应遵循“变形大的先焊、即主构件先焊后焊次构件、预留悬挑自由端最后焊接、层间温度稳定”的原则,并根据焊接工艺评定参数,选派熟练焊工施焊。施工中采用火焰加热和石棉布保温等措施。4.4监测点的布置与记录5每层悬挑端部设置一长期监测点。监测频率:每周测量记录一次,每安装一层测量一次,混凝土浇筑前测量一次
7、。监测点布置见图3,监测数据见表2。图3监测点布置图表2监测点3记录值5检查分析从监测数据上看,虽然四个角部悬挑结构的变化各不相同,与施工阶段计算也不相同,但均变化不大,均满足设计要求。结束语：综上所述,悬挑构件施工,必须做好施工方案的选择,通过挑、撑、拉等形式构成荷载传力架,在确保结构自身安全度的前提下,施工方案达到经济、安全、合理。尤其对于高层叠挑结构,当主体结构部分的钢框架的刚度不足以对悬挑结构进行有效约束时,就需要采取必要的加强措施,或
