CN103195256A - 吊柱式钢结构胎架法施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程施工技术，提出一种吊柱式钢结构施工工法，包括施工步骤：（1）胎架设计；（2）胎架搭设；（3）吊柱下节点钢结构楼层安装；（4）复核吊柱及屋盖主桁架是否满足施工工况受力要求；（5）吊柱安装；（6）钢屋盖安装；（7）胎架拆除。步骤（1）中胎架要满足承担上部所有竖向荷载和施工荷载；步骤（2）中将胎架布置于吊柱的正下方，胎架牢固支撑在基础或楼板上，胎架顶端设置4组千斤顶；步骤（3）中利用胎架按普通钢结构楼层安装工艺在吊柱下节点吊装钢结构楼层。本发明将吊柱式钢结构体系变为普通梁柱体系进行施工，解决了设计受力传递路线与常规施工顺序之间的矛盾，用常规的自下而上施工工艺组织施工，简便高效，适用范围广。

Description

吊柱式钢结构胎架法施工工法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，尤其是吊柱式钢结构施工工法。

背景技术

吊柱结构形式通常主要应用于体育场馆、会议场等建筑，用以取代和减少空间立柱，以获得较大的使用空间、满足建筑物使用功能的要求。与普通的梁柱结构形式不同，吊柱结构受力途径是自下而上传递，其传力途径一般为吊柱下部楼面结构→吊柱→吊柱上部大梁（桁架梁）→立柱。吊柱的设计受力状态是受拉柱，因此设计中一般采用钢结构形式，以充分发挥钢材受拉强度高、自重轻的优势。由于吊柱与普通的梁柱体系立柱受力情况大不相同，因而在施工过程中不能简单套用普通梁柱体系的施工工艺，必须仔细考虑吊柱结构体系的受力传递途径和受力情况，并充分考虑施工过程中结构受力的变化，采取有效技术措施以确保施工质量。

吊柱式钢屋盖受力途径是自下而上传递，其传力途径为吊柱下部楼面结构→吊柱→吊柱上部大梁（桁架梁）→立柱。从受力途径上分析，施工应先施工立柱，然后是吊柱底层大梁（桁架梁），再施工吊柱，最后是下步楼层施工，这与一般建筑结构的先柱后梁板自下而上施工顺序相反。按此方式施工，在吊柱下部楼层完成后吊柱及梁板难以吊装施工，要采取满堂脚手架高空拼装，脚手架施工范围大，工艺时间长，高空作业工序多，对质量、安全、工期、成本等多方面都存在较多不利因素。

发明创造内容

本发明的目的是提供吊柱式钢结构胎架法施工工法，其将吊柱体系变为普通梁柱体系进行施工，解决了设计受力传递路线与常规施工顺序之间的矛盾，用常规的自下而上施工工艺组织施工，简便高效，适用范围广。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：

吊柱式钢结构胎架法施工工法，包括如下施工步骤：

（1）．胎架设计

胎架是本发明的主要工具，，其作用是在上部钢结构安装期间将荷载安全可靠的传递至下面基础或支撑，同时也作为上部钢结构分段安装的支撑点，施工完成后拆除。胎架的设计要满足承担上部荷载包括楼板、吊柱、屋盖在内的所有传递的竖向荷载以及施工荷载，胎架为型钢组成的格构式柱，具体尺寸和型号要经过计算确定。

（2）.胎架搭设

胎架的布置位置位于吊柱的正下方，胎架应牢固支撑在基础或楼板上,从底层开始搭设,胎架与楼板接触点的胎架底部可采用钢板加膨胀螺丝的方式进行稳固，胎架安装时以钢丝绳作为缆风绳，增加其安装及使用过程中的稳定；胎架下部如有地下室，则要计算胎架部位楼板受力情况，必要时要采取回顶等加固措施，确保竖向力传递安全可靠；

胎架顶端要设置操作平台，在胎架顶部布置工字钢横梁，在横梁上布置4组千斤顶，千斤顶用于支顶吊柱节点和结构安装完毕后胎架的释放。

（3）.吊柱下节点钢结构楼层安装

吊柱下节点钢结构楼层按照主梁、次梁、楼面板顺序吊装，可以采取分区平行施工，也可以分区流水施工，期施工工艺与普通钢结构楼层相同。

（4）.复核吊柱及屋盖主桁架（大梁）是否满足施工工况受力要求

吊柱设计为受拉柱，在实际施工中是受压状态，承受上部屋盖荷载和施工荷载，吊柱安装前对吊柱在施工过程中受力情况进行分析和计算，确保吊柱强度及刚度满足施工工况要求。对不能满足施工要求的要采取增加斜撑、肋板、加大壁厚等加固、补强措施，确保施工质量和安全；

屋盖体系主桁架（大梁）在施工吊装期间受力状态与设计也有所不同，同样需要复算以确保安全。

（5）.吊柱安装

吊柱安装与普通钢立柱安装工艺基本相同，吊柱根据现场布置和吊装机械起重能力选择吊装方式，吊柱吊装可与下节点楼层安装穿插进行。

（6）．钢屋盖吊装

钢屋盖主桁架（大梁）是吊柱体系中的主要受力构件，同时承担上部屋面荷载下部吊柱荷载，在场地允许的情况下，可以选用较大型的起重设备将主桁架整体吊装，否则，将主桁架以钢吊柱为分界线进行分段吊装，通过桁架与吊柱的节点将与主桁架分段装在一起，这种吊装方式适用于场地受限、吊装设备起重能力较小的情况，具有施工方便、灵活的优点，缺点是增加了节点施工；

主桁架（大梁）安装完成后，按照先主梁后次梁再围护结构的顺序进行屋面安装。

（7）．胎架拆除

上部结构施工完毕并经验收后，方可进行胎架的拆除，拆除胎架前，先将上部的千斤顶同步缓慢收缩脱离吊柱，然后再自上而下拆除胎架和支撑。拆除时应在每层楼面设置观测点，观测楼面变形情况。

本发明具有是下突出的实质性特点和显著进步：

本发明将吊柱式钢结构体系变为普通梁柱体系进行施工，解决了设计受力传递路线与常规施工顺序之间的矛盾，用常规的自下而上施工工艺组织施工，简便高效，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为工程实例示意图。

图中，1—支顶，2—边柱，3—胎架，4—第二层钢结构楼面，5—屋面支柱，6—吊柱，7—主桁架，8—屋面，10—第一层楼面，20—负一层楼面，30—负二层地面。

具体实施方式

下面用一实施例对本发明作进一步说明：

图2是某工程的施工简图。该建筑物总共三层，一层以下及地下室为钢筋混凝土框架剪力墙结构，二层楼面以上部分（含屋架）采用钢结构，大跨度屋架采用钢桁架结构，建筑物平面呈正八边型，边长为47.7m。因使用需要,一层会议室内部没有设置立柱，而是在二层设置了吊柱6，通过吊柱6将二层梁板荷载传递到屋盖主桁架7。

钢结构主要由钢吊柱、型钢梁、钢桁架组成。钢吊柱6由φ600*20的钢管组成，柱脚连接方式为预埋件形式；钢结构主体分为二层楼板钢结构和屋盖钢结构两大部分。二层楼板钢结构主要由H型钢梁组成，规格有H1000*600*28*40、H588*300*12*20、H594*302*13*24、H390*300*10*16，钢梁与钢柱（或混凝土柱）连接方式主要采取高强螺丝连接和焊接，屋盖钢结构由四组单片钢管主桁架、四榀单片钢管次桁架及H型钢梁组成，钢管主桁架长约37800mm，高约3246mm。

该工程在施工中应用了本发明，具体施工过程（如图1）如下：

（1）．胎架设计

胎架3采用型钢组成的格构式柱的形式，具体尺寸是：2000mm*2000mm，主要由角钢和工字钢组成。

（2）.胎架搭设

胎架3布置于吊柱6的正下方，胎架3牢固支撑在负一层楼板10上,从底层开始搭设,胎架3与负一层楼板接触点的胎架底部采用25mm钢板加膨胀螺丝的方式进行稳固，胎架3安装时以φ12镀锌钢丝绳作为缆风绳，增加其安装及使用过程中的稳定；

胎架顶端要设置操作平台，方便施工操作，在胎架顶部布置工字钢横梁，在横梁上布置4组千斤顶，用于支顶吊柱节点和结构安装完毕后胎架的释放；

在负一层和地下室下对应胎架3位置采用格构柱式支架1进行回顶，支架1的格构柱设计尺寸为2000mm*2000mm，主要由角钢和工字钢组成。

（3）.吊柱下节点钢结构楼层安装

吊柱下节点钢结构楼层4按照主梁、次梁、楼面板顺序吊装，期施工工艺与普通钢结构楼层相同。

（4）.复核吊柱及屋盖主桁架（大梁）是否满足施工工况受力要求

吊柱6安装前对吊柱在施工过程中受力情况进行分析和计算，确认吊柱6强度及刚度满足施工工况要求；也对屋盖体系主桁架7（大梁）作复算，确认安全。

（5）.吊柱安装

吊柱6的安装与普通钢立柱安装工艺基本相同，吊柱吊装可与下节点楼层4安装穿插进行，吊柱6根据现场布置和吊装机械起重能力，选择吊装方式。

（6）．钢屋盖吊装

钢屋盖主桁架7（大梁）是吊柱体系中的主要受力构件，本发明采用将主桁架7以钢吊柱为分界线进行分段吊装方式，再通过桁架与吊柱的节点将与主桁架分段装在一起；

主桁架7（大梁）安装完成后，按照先主梁后次梁再围护结构的顺序进行屋面8安装。

（7）．胎架拆除

上部结构施工完毕并经验收后，进行胎架3的拆除；拆除胎架3前，先利用上部的千斤顶同步缓慢收缩脱离吊柱，然后再自上而下拆除胎架3和支撑。拆除时应在每层楼面设置观测点，观测楼面变形情况。

采用本工法，高效可靠的完成了施工任务，获得了业主及有关单位的好评。

Claims (1)

1.吊柱式钢结构胎架法施工工法，包括如下施工步骤：

（1）胎架设计

（2）胎架搭设

（3）吊柱下节点钢结构楼层安装

（4）复核吊柱及屋盖主桁架是否满足施工工况受力要求

（5）吊柱安装

（6）钢屋盖安装

（7）胎架拆除

其特征在于：

（1) .胎架设计

胎架的作用是在上部钢结构安装期间将荷载安全可靠的传递至下面基础或支撑，同时也作为上部钢结构分段安装的支撑点，施工完成后拆除；胎架的设计要满足承担上部荷载包括楼板、吊柱、屋盖在内的所有传递的竖向荷载以及施工荷载，胎架为型钢组成的格构式柱，具体尺寸经过计算确定；

（2) .胎架搭设

胎架的布置位置位于吊柱的正下方，胎架牢固支撑在基础或楼板上, 从底层开始搭设；胎架下部如有地下室，则要计算胎架部位楼板受力情况，必要时要采取回顶加固措施，确保竖向力传递安全可靠；

胎架顶端设置操作平台，在胎架顶部布置工字钢横梁，在横梁上布置4组千斤顶，千斤顶用于支顶吊柱节点和结构安装完毕后胎架的释放；

（3）.吊柱下节点钢结构楼层安装

吊柱下节点钢结构楼层按照主梁、次梁、楼面板顺序吊装，采取分区平行施工或分区流水施工，其施工工艺与普通钢结构楼层相同；

（4）.复核吊柱及屋盖主桁架是否满足施工工况受力要求

吊柱设计为受拉柱，在实际施工中是受压状态，承受上部屋盖荷载和施工荷载，安装前对吊柱在施工过程中受力情况进行分析和计算，确保吊柱强度及刚度满足施工工况要求，对不能满足施工要求的要采取增加斜撑、肋板、加大壁厚等加固、补强措施；

屋盖体系主桁架在施工吊装期间受力状态与设计也有所不同，同样需要复算以确保安全；

（5) .吊柱安装

吊柱安装与普通钢立柱安装工艺基本相同；吊柱根据现场布置和吊装机械起重能力选择吊装方式；吊柱吊装可与下节点楼层安装穿插进行；

（6) .钢屋盖吊装

钢屋盖主桁架是吊柱体系中的主要受力构件，同时承担上部屋面荷载和下部吊柱荷载，在场地允许的情况下，可以选用较大型的起重设备将主桁架整体吊装，否则，将主桁架以钢吊柱为分界线进行分段吊装，通过桁架与吊柱的节点将与主桁架分段装在一起；

主桁架安装完成后，按照先主梁后次梁再围护结构的顺序进行屋面安装；

（7）.胎架拆除

上部结构施工完毕并经验收后，进行胎架的拆除，拆除胎架前，先将上部的千斤顶同步缓慢收缩脱离吊柱，然后再自上而下拆除胎架和支撑。

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