CN103422679A - 一种大悬挑提升反力架 - Google Patents

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叶翔
李建洪
邢遵胜
张伟
胡广龙
林上幸
余国华
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Zhejiang Jinggong Steel Structure Co., Ltd.
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Abstract

本发明主要公开了一种高位大悬挑提升反力架,包括布设在塔楼上高位预装的连廊结构、前端悬挑支架、后端背拉杆。连廊结构包括桁架结构与连接桁架结构下方的连廊支座,连廊结构前端依托下方的前端悬挑支架向外大幅悬挑设置提升点,尾端与后端背拉杆相焊。本发明具有结构体系合理、抵抗力矩大、施工简便、有利于保护塔楼主体结构等特点,为大跨重型钢连廊结构整体液压提升施工提供了的关键的技术配套措施,对丰富建筑钢结构施工技术、推动大跨连廊建筑的发展及普及具有重要意义。

Description

一种大悬挑提升反力架
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑钢结构技术领域,特别是关于一种大悬挑提升反力架。
背景技术
[0002] 本世纪以来,我国加速推进城市化进程,高层、超高层建筑如雨后春笋般涌现,建筑造型也是日新月异,其中带有空中连廊的双塔楼或多塔楼建筑符合城市地标性建筑的审美特征,因而深受城市建设者的青睐。对于该类建筑,连廊与塔楼的连接方式大体有刚性连接、铰接连接、滑动连接等几类,但目前对此类结构体系有研究尚不成熟,我国的抗震设计规范对带连廊高层建筑的设计也缺乏充分的技术指引,受设计难度制约,常见连廊结构体量较小,跨度一般在50m以内,自重不超过500t,其施工方法普遍采用整体液压提升技术。
[0003] 汶川地震后,国内大力推广建筑隔震技术,带连廊高层建筑迎来了新的发展契机,其中最显著的变化便是阻尼隔震器的运用,它能大幅耗散地震能量,减小该类建筑在地震加速度激励下的种种不利反应,从而为带连廊高层建筑发展更大的跨度、更大体量的连廊结构奠定了基础。跨度106m,重达3700t,为目前国内成功投入使用的大跨钢廊之最。
[0004] 阻尼隔震器的运用,使带连廊高层建筑突破了结构设计的技术瓶颈,但从施工安装角度来看,连廊跨度超过百米,结构自重达到数千吨,常规的整体液压提升技术已不能简单地复制到大跨重型钢连廊的施工之中,其原因在于:1、连廊结构跨度、自重增大导致提升力增大,常规的提升反力架已无法满足重型连廊结构的承力需求;2、随着设计理论与方法走向成熟,该类建筑已不再满足四平八稳的建筑效果,追求建筑立面的丰富与变化逐渐成为趋势,但从施工角度而言,建筑立面的变化将导致连廊结构的提升点向外悬挑距离不断增大,提升主动力矩也随之增大,因而对提升反力架提出了更高的承力要求;3、由于提升反力架依托塔楼主体结构进行工作,在巨大的提升力作用下,提升反力架结构体系、构造做法是否合理,直接关系到塔楼结构的局部安全。
[0005] 基于上述情况,解决大跨重型钢连廊高位大悬挑提升的施工技术难题,对推动大跨连廊建筑的发展及普及具有重要意义,而为大跨重型钢连廊大悬挑提升施工提供一套经济合理、安全可靠的提升反力架,保障提升施工安全,保障施工过程塔楼结构的安全,则是该类建筑施工的关键配套技术措施,本案因此而产生。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种大悬挑提升反力架,为大跨重型钢连廊整体液压提升施工提供一套经济合理、安全可靠的受力支承,保障提升施工安全,保障施工过程塔楼结构的安全。
[0007] 为了达到上述目的,本发明的技术解决方案是:
一种高位大悬挑提升反力架,包括布设在塔楼上高位预装的连廊结构、前端悬挑支架、后端背拉杆;连廊结构包括祐1架结构与连接祐1架结构下方的连廊支座,连廊结构前端依托下方的前端悬挑支架向外大幅悬挑设置提升点,尾端与后端背拉杆相焊。[0008] 所述的前端悬挑支架为钢桁架结构,每个提升点的下方对应布置一片悬挑平面钢桁架,相邻两片悬挑平面钢桁架通过平面外联系形成一套完整的悬挑支架。
[0009] 所述的悬挑平面钢桁架包括弦杆、竖腹杆、斜腹杆;弦杆水平方向布设多层,竖腹杆对应悬挑平面钢桁架直腹杆布置,与弦杆垂直相交,斜腹杆承压为主,斜向支承在弦杆和竖腹杆之间。
[0010] 所述的悬挑平面钢桁架采用H型钢组焊而成,竖向跨跃多个楼层,端部各层杆件汇交于塔楼主体结构各层楼板标高处,与塔楼主体结构上的预埋钢板焊接连接。
[0011] 所述的后端背拉杆与前端悬挑平面钢桁架相对应,拉杆本体为焊接H型钢,底部向两侧外挑牛腿,牛腿内设穿心拉锚,穿心锚杆向下穿过砼楼板,锚固于主体结构预设的锚固牛腿上。
[0012] 采用上述方案后,本发明具有诸多有益效果:
1、结构体系合理,抵抗力矩大。连廊两侧预装部分在独立状态下为不稳定的机构,前端悬挑支架与背拉杆的引入,为预装结构提供了超静定约束,同时,预装的连廊结构本身的刚度又反过来保证了提升时悬挑支架与背拉杆的协同工作效应,合理的受力体系使整套反力架具备了较大的抵抗力臂,从而满足了大跨重型钢连廊结构进行高位大悬挑提升施工的需求。
[0013] 2、有利于保护塔楼主体结构。提升过程中受力最大的悬挑支架采用钢桁架体系,竖向跨跃多个楼层,端部各层杆件汇交于楼板标高处,将架体的水平分力传递给楼板、垂直分力传递给竖向砼构件,充分发挥主体砼楼层面内刚度大、砼柱(墙)承压能力强的特性,避免主体砼结构在巨大的提升力矩作用下受到损伤。
[0014] 3、节约费用。前端悬挑支架与背拉杆为连廊两侧预装提供了高位临时支撑及悬挑施工平台,节约了额外施工措施的投入。
[0015] 4、安拆方便,绿色环保。悬挑支架与背拉杆组成构件均为常规焊接型钢及钢管,连接节点均为常规焊接节点,工厂预制、现场安装简便、效率高,对施工误差有一定的适应性,施工质量也容易得到保证。施工完成后,所有构件均可回收再利用,满足绿色施工的要求。
附图说明
[0016] 图1是本发明较佳实施例中整体构造及工作状态示意图;
图2是本发明较佳实施例中前端悬挑支架整体构造三维示意图;
图3是本发明较佳实施例的单片平面悬挑桁架构造示意图;
图4是本发明较佳实施例的两片平面悬挑桁架之间的联系杆件示意图;
图5是本发明较佳实施例中背拉杆构造示意图;
图6是图5中A-A示意图;
图7是图5中B-B示意图。
具体实施方式
[0017] 结合附图,对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
[0018] 如图1所示,本发明较佳实施例包括高位预装的连廊结构、前端悬挑支架1、后端背拉杆2。[0019] 高位预装的连廊结构位于塔楼5顶部,包括部分巨形桁架结构3与连廊支座4,由于塔楼5立面内收,连廊结构依托前端悬挑支架I向外大幅悬挑来布置提升设备6。连廊结构的桁架结构3尾端与后端背拉杆2焊接连接,三大部件协同工作,提升大跨重型钢连廊结构7。
[0020] 如图2、图3所示,前端悬挑支架I由两片悬挑平面钢桁架8、系杆9、交叉支撑10组成。
[0021] 悬挑平面钢桁架8对应提升点布置,单片悬挑平面钢桁架8包括弦杆11、竖腹杆12、斜腹杆13。由于架体受力较大,故弦杆11以布置3层以上为宜,层数太少则架体端部受力过于集中,给预埋件15的设计带来难度,具体应以受力分析为准。竖腹杆12对应预装结构直腹杆布置。斜腹杆13的布置以承压为主,架体端部与预埋件15焊接连接。
[0022] 悬挑平面钢桁架8内所有杆件均由焊接H型钢制成,杆件规格应通过受力分析设计确定,杆件两方向长细比宜尽可能接近。为保证架体内部可靠传力,所有杆件开口应一致向外,腹板应处于同一平面内;架体内所有连接节点均为焊接连接节点,中间节点处弦杆贯通,端部节点斜腹杆贯通,节点内对应非贯通杆件翼缘应设置加劲板14。
[0023] 结合图4,为保证悬挑平面钢桁架8平面外稳定,两片相邻桁架应通过系杆9、交叉支撑10连接成受力整体。系杆8基本布置在桁架节点处,也可适当加密,杆件由焊接H型钢制成,截面高度与弦杆11相等,端部腹板外伸,与弦杆11焊接连接。交叉支撑10布置于相邻弦杆、竖腹杆、斜腹杆围成的水平面、竖立面、斜立面内,由直缝焊接钢管或无缝钢管制成,端部切相贯口,与架体焊接连接。
[0024] 如图5所不,后端背拉杆2由拉杆16、穿心锚杆17、锚固牛腿18组成。
[0025] 拉杆16采用焊接H型钢制成,顶端采用全熔透焊缝24与预装的连廊结构3连接,底部焊接锚固牛腿19,牛腿19截面为“ II ”形,每侧牛腿均开设通孔23,开孔直径比穿心锚杆17的直径大10mm。
[0026] 预设在主体结构内的锚固牛腿18截面为“ II ”形,每侧锚固牛腿18均开设通孔23,开孔直径比穿心锚杆17的直径大10mm,锚固牛腿18端部与塔楼主体结构上的对拉式预埋钢板22焊接连接。
[0027] 穿心锚杆17采用圆钢制成,规格应通过计算分析设计确定。圆钢双端预加工螺纹,12颗锚杆分左右两侧穿过牛腿19、楼板20、锚固牛腿18后,拧入双螺母21实现锚固。
[0028] 本发明采用以下安装步骤:
塔楼5主体结构施工至预埋件15、预埋件22相应的位置时,及时进行预埋件安装,后端背拉杆底部应注意在楼板20上预留穿心锚杆17的通过孔。
[0029] 塔楼5主体结构施工完成,预埋件15、预埋件22处砼强度达到75%后,进行前端悬挑支架I与后端背拉杆2安装,前端悬挑支架I由底向上逐层安装。
[0030] 同时进行连廊支座4的安装,施工过程中支座应保持固定状态,不得产生滑动、转动。
[0031] 前端悬挑支架I与后端背拉杆2依据受拉焊缝质量等级一级、受压焊缝质量等级不低于二级、平面外偏移不大于30mm进行施工质量验收,验收合格后,拼装连廊两侧巨形祐1架结构3。
[0032] 高位预装的连廊结构3依据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)进行施工质量验收,验收合格后与后端背拉杆2焊接,整套反力架安装完成。
[0033] 上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高位大悬挑提升反力架,其特征在于:包括布设在塔楼上高位预装的连廊结构、前端悬挑支架、后端背拉杆;连廊结构包括祐1架结构与连接祐1架结构下方的连廊支座,连廊结构前端依托下方的前端悬挑支架向外大幅悬挑设置提升点,尾端与后端背拉杆相焊。
2.如权利要求1所述的一种高位大悬挑提升反力架,其特征在于:所述的前端悬挑支架为钢桁架结构,每个提升点的下方对应布置一片悬挑平面钢桁架,相邻两片悬挑平面钢桁架通过平面外联系形成一套完整的悬挑支架。
3.如权利要求2所述的一种高位大悬挑提升反力架,其特征在于:所述的悬挑平面钢桁架包括弦杆、竖腹杆、斜腹杆;弦杆水平方向布设多层,竖腹杆对应悬挑平面钢桁架直腹杆布置,与弦杆垂直相交,斜腹杆承压为主,斜向支承在弦杆和竖腹杆之间。
4.如权利要求1所述的一种高位大悬挑提升反力架,其特征在于:所述的悬挑平面钢桁架采用H型钢组焊而成,竖向跨跃多个楼层,端部各层杆件汇交于塔楼主体结构各层楼板标高处,与塔楼主体结构上的预埋钢板焊接连接。
5.如权利要求1所述的一种高位大悬挑提升反力架,其特征在于:所述的后端背拉杆与前端悬挑平面钢桁架相对应,拉杆本体为焊接H型钢,底部向两侧外挑牛腿,牛腿内设穿心拉锚,穿心锚杆向下穿过砼楼板,锚固于主体结构预设的锚固牛腿上。
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