CN105133843B - 可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，所述装置包括节点连接板，支撑连接板，内力释放机构和支撑轴向变形机构，节点连接板用于与主结构上的节点板连接；支撑连接板与支撑端部连接；内力释放机构将所述节点连接板及所述支撑连接板连接成整体，并通过自身调节释放支撑在安装阶段承担的荷载；支撑轴向变形机构其沿所述支撑连接板轴向设置，释放支撑释放内力时的轴向变形。采用上述装置解决了高层钢结构安装中支撑在安装阶段需要承担的荷载，使其在安装完成主要承担横向荷载的问题，既确保了安装阶段结构的安全性，又确保了使用阶段支撑的抗震和抗风效率。可广泛应用于高层钢结构安装工程中。

Description

可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构安装技术领域，特别是涉及一种可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法。

背景技术

为提高高层建筑结构的抗侧刚度、增强结构抵抗水平荷载的能力，一般会在多、高层钢结构中布置支撑，形成各种类型的支撑结构体系，如在钢框架中设置支撑形成钢框架-中心支撑结构、钢框架-偏心支撑结构或在高层建筑的电梯筒或楼梯筒区域布置支撑形成支撑筒体结构。另外，为提高大跨结构的面内刚度和整体性，也需要在大跨结构中设置支撑或起到支撑作用的构件等。支撑形式可以为普通的钢支撑或屈曲约束支撑。

多、高层建筑结构的竖向构件如框架柱主要承担竖向荷载，支撑主要承担风荷载、地震荷载等水平荷载，如果支撑承担了较大的竖向荷载，可能使支撑过早屈服，影响结构抗侧能力。因此应尽量减少竖向荷载在支撑中产生的内力。

在多层建筑中，如支撑安装之前结构的抗侧刚度已可以抵抗施工过程中的风荷载，便可在主体结构安装完成后再安装支撑，减小支撑承担的竖向荷载，使支撑主要承担横向荷载，充分发挥支撑的抗侧作用。而在高层和超高层建筑的施工阶段，如未安装支撑、结构抗侧刚度较小、无法抵抗风荷载时，支撑必须与主体结构同步或基本同步安装。此种情况下，如不采取措施，释放支撑在施工阶段产生的内力，支撑可能会承担较大的竖向荷载，风荷载或地震时可能使支撑过早屈服，影响结构的抗风和抗震性能。在某些类型的大跨结构中，为简化设计，支撑仅按照增加面内刚度、传递结构面内荷载的方式确定构件截面和承载力，因此更需要减小其承担的竖向荷载。

而现有支撑与主体结构的连接方式有三种，第一种如图1所示，支撑13设置在主结构（钢柱12和钢梁14夹角的位置），其直接通过螺栓与主结构夹角部预设的连接板实现与主结构连接；第二种连接方式如图2所示，支撑13直接通过焊缝16与主结构夹角部预设的连接板实现与主结构连接；第三种连接方式如图3所示，支撑13直接通过销轴17与主结构夹角部预设的连接板实现与主结构连接。上述连接方式，如支撑与主体结构同步或基本同步安装，则安装结束后无法释放支撑安装阶段的内力；如主体结构安装完成后，再安装支撑，则支撑无法承担施工阶段的风荷载等作用。

发明内容

鉴于上述原因，本发明提供一种可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其目的是通过特殊的安装装置实现在安装阶段支撑可以提供所需的抗侧刚度以抵抗风荷载等横向作用的能力，保证施工过程中的结构安全，在主体结构安装完成后，同时通过对装置的调整，消除安装阶段支撑的内力使支撑在使用阶段主要承担横向作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可对钢支撑释放安装阶段内力的装置，其特征在于：包括，

节点连接板，与主结构上的节点板连接；

支撑连接板，与支撑端部连接；

内力释放机构，其将所述节点连接板及所述支撑连接板连接成整体，并通过自身调节释放支撑在安装阶段承担的荷载；

支撑轴向变形机构，其沿所述支撑连接板轴向设置。

具体地，所述内力释放机构包括紧固件和柔性件，所述紧固件将所述节点板、所述支撑连接板、所述支撑轴向力释放机构及所述柔性件固定位一体,通过拧紧或放松紧固件实现支撑与主结构的共同受力或实现径向内力释放，所述柔性件控制所述节点连接板和支撑连接板之间的压力。

具体地，所述支撑轴向变形机构为所述支撑连接板上的长圆孔。

进一步地，所述紧固件为螺栓，所述螺栓的螺杆与所述长圆孔滑动连接，其可在所述长圆孔内滑动实现支撑轴向变形释放。

进一步地，所述长圆孔的长度需满足支撑轴向变形要求。

具体地，所述柔性件为蝶形弹簧。

采用上述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法的步骤如下：

步骤一、将可对钢支撑释放安装阶段内力的装置与支撑及主结构固定连接，实现支撑与主体结构同步或基本同步施工，支撑参与安装阶段的结构受力；

步骤二、一个施工阶段主体结构安装完成，根据施工过程验算的结果及本装置的承载力，确定释放支撑内力的时间节点；

步骤三、释放支撑内力，首先拧松螺栓，支撑卸载，同时螺杆长圆孔移动释放支撑轴向变形，消除本施工阶段荷载产生的内力；

步骤四、在支撑卸载完成后，立即拧紧螺栓，使支撑重新参与工作；

步骤五、在主体结构安装完成且对全部支撑卸载完成后，将支撑连接板与节点连接板部分焊接，再将竖向荷载内力释放机构拆除，最后将剩余支撑连接板与节点连接板焊接，支撑最终安装完成。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本申请中通过在支撑安装过程中采用可对钢支撑释放安装阶段内力的装置，能够释放支撑在安装阶段的内力，使其在安装完成后主要承担横向作用，既确保了安装阶段结构的安全性，又确保了使用阶段支撑的有效性。

可对钢支撑释放安装阶段内力的装置，在支撑连接板上设置长圆孔，长圆孔满足了施工阶段支撑杆件卸载过程中轴向变形的要求，避免了内力释放阶段由于轴向变形得不到释放破坏连接节点。

可对钢支撑释放安装阶段内力的装置中，在紧固件上设置了柔性件，通过控制柔性件的压缩变形，在节点连接板和支撑连接板之间得到设定的压力及摩擦力，即为施工阶段支撑承载力的控制值。在放松紧固件的过程中，螺栓对连接板接触面产生的预压力是逐渐减小，因此支撑卸载过程平稳、安全。

在施工过程中，对支撑每次卸载完成后，立即拧紧蝶形弹簧与螺栓组合装置，使结构具有必要的抗侧刚度，以抵抗施工过程中的风荷载，保证施工过程的结构安全。

在主体结构安装完成且对全部支撑卸载完成后，将支撑连接板与节点板部分焊接，再将内力释放机构拆除（可重复利用），最后将剩余支撑连接板与节点板焊接，支撑最终安装完成。

本发明具有结构简单、传力明确、可重复利用、适用范围广等优点，可广泛应用于高层钢结构中支撑连接（如普通支撑、屈曲约束支撑等）以及其它类型的阻尼器或结构构件安装。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是现有的支撑与主体结构的连接方式一；

图2是现有的支撑与主体结构的连接方式二；

图3是现有的支撑与主体结构的连接方式三；

图4是可对钢支撑释放安装阶段内力的装置剖视图；

图5是支可对钢支撑释放安装阶段内力的装置分解图；

图6是支撑安装装置安装支撑示意图；

附图标记：1－节点连接板、2－支撑连接板、201－长圆孔、3－节点连接板、4－螺栓、5－垫板、6－承载板、7－碟簧垫板、8－蝶形弹簧、9－碟簧垫板、10－垫圈、11－螺栓垫板、12－钢柱、13－支撑、14－钢梁、15－螺栓、16－焊缝、17－销轴。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术方案，下面结合附图给出具体的实施例。

本发明的核心思想是，在支撑安装过程中，使支撑先与主结构共同承受竖向荷载和风荷载等横向作用，确保施工阶段的结构安全，当安装完成后通过特定装置释放支撑在施工阶段产生的内力，避免支撑可能因为会承担较大的荷载，造成使用阶段在风荷载或地震作用下使支撑过早屈服，影响结构的抗风和抗震性能。

在上述核心思想的指引下，通过下述可对钢支撑释放安装阶段内力的装置实现。所述可对钢支撑释放安装阶段内力的装置包括节点连接板，支撑连接板，竖向荷载内力释放机构和支撑轴向变形机构，节点连接板用于与主结构上的节点板连接；支撑连接板与支撑端部连接；内力释放机构将所述节点连接板及所述支撑连接板连接成整体，并通过自身调节释放支撑在安装阶段承担的荷载；支撑轴向变形机构其沿所述支撑连接板轴向设置，释放支撑释放内力时的轴向变形。

上述技术方案的具体实施例参见图4和图5，其中，图4是可对钢支撑释放安装阶段内力的装置组装完成后的剖视图；图5是可对钢支撑释放安装阶段内力的装置分解图。一种对钢支撑释放安装阶段内力的装置包括一对平行设置的节点连接板1、3、设置在节点连接板1、3之间的支撑连接板2、螺栓4和蝶形弹簧8，支撑连接板2上开设有实现释放支撑轴向内力的长圆孔201，螺栓4的螺杆依次穿过节点连接板1、支撑连接板2、节点连接板3，且自支撑连接板2的长圆孔201位置穿过，节点连接板1与螺母之间的螺杆区段上套有蝶形弹簧8，蝶形弹簧8与节点连接板1之间有碟簧垫板9，蝶形弹簧8顶部有碟簧垫板7，承载板6和螺母之间垫有螺栓垫板5，节点连接板3和螺栓4端头之间垫有垫圈10和螺栓垫板11。

上述结构为一具体的实施方式，在其他实施时，蝶形弹簧8可由其他具有一定变形量的其他类型弹簧代替。

在其他实施例中，蝶形弹簧8的设置位置可以位于节点连接板3和螺栓4端头之间或在节点连接板1与螺母之间的螺杆区段同时设置。

采用上述具体的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置进行高层钢结构支撑时的具体步骤如下：

步骤一、将可对钢支撑释放安装阶段内力的装置与支撑及主结构固定连接，实现支撑与主体结构同步或基本同步施工，支撑参与安装阶段的结构受力；钢支撑与主体结构连接后的结构参见图6，与现有技术最大的区别在于，本节点中采用可对钢支撑释放安装阶段内力的装置A实现支撑13与主体结构（钢柱12和钢梁14）连接。可对钢支撑释放安装阶段内力的装置与支撑及主结构固定连接，具体地安装过程为：通过螺栓4的螺母不断拧紧使蝶形弹簧8压缩，压缩后的蝶形弹簧8对节点连接板1和节点连接板3产生预压力，预应力的大小可以通过螺母内拧的行程以及蝶形弹簧8的刚度进行设计，进而在节点连接板1与支撑连接板2之间，以及支撑连接板2与节点连接板3之间产生摩擦力，此摩擦力即可抵抗施工阶段在支撑中产生的内力，保证了结构在施工过程中的安全。

步骤二、一个施工阶段（一个楼层或一个施工流水段）主体结构安装完成，根据施工过程验算的结果及本装置的承载力，确定释放支撑内力的时间节点。

步骤三、释放支撑内力，首先拧松螺栓，节点连接板和支撑连接板之间的摩擦力逐渐减小，螺杆可沿长圆孔移动释放支撑轴向变形，支撑卸载，消除本施工阶段支撑内力。在支撑内力释放过程中，由于设置了蝶形弹簧，连接板接触面产生的预压力是逐渐减小，支撑卸载过程平稳、安全。

步骤四、在支撑卸载完成后，立即拧紧螺栓的螺母，使蝶形弹簧的压缩变形恢复到初始状态，支撑重新参与工作，为结构提供抗侧刚度。

步骤五、在主体结构安装完成且对全部支撑卸载完成后，将支撑连接板与节点连接板部分焊接，再将内力释放机构拆除，最后将剩余支撑连接板与节点连接板焊接，支撑最终安装完成。

上述实施例内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (6)

1.可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于，该可对钢支撑释放安装阶段内力的装置，包括，

节点连接板，与主结构上的节点板连接；

支撑连接板，与支撑端部连接；

内力释放机构，其将所述节点连接板及所述支撑连接板连接成整体，并通过自身调节释放支撑在安装阶段承担的荷载；

支撑轴向变形机构，其沿所述支撑连接板轴向设置；

其进行支撑安装的方法，步骤如下：

步骤一、将可对钢支撑释放安装阶段内力的装置与支撑及主结构固定连接，实现支撑与主体结构同步施工，支撑参与安装阶段的结构受力；

步骤二、一个施工阶段主体结构安装完成，根据施工过程验算的结果及本装置的承载力，确定释放支撑内力的时间节点；

步骤三、释放支撑内力，首先拧松螺栓，支撑卸载，同时螺杆长圆孔移动释放支撑轴向变形，消除本施工阶段荷载产生的内力；

步骤四、在支撑卸载完成后，立即拧紧螺栓，使支撑重新参与工作；

步骤五、在主体结构安装完成且对全部支撑卸载完成后，将支撑连接板与节点连接板部分焊接，再将竖向荷载内力释放机构拆除，最后将剩余支撑连接板与节点连接板焊接，支撑最终安装完成。

2.根据权利要求1所述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于：所述内力释放机构包括紧固件和柔性件，所述紧固件将所述节点板、所述支撑连接板、所述支撑轴向力释放机构及所述柔性件固定为一体,通过拧紧或放松紧固件实现支撑与主结构的共同受力或实现径向内力释放，所述柔性件控制所述节点连接板和支撑连接板之间的压力。

3.根据权利要求2所述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于：所述支撑轴向变形机构为所述支撑连接板上的长圆孔。

4.根据权利要求3所述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于：所述紧固件为螺栓，所述螺栓的螺杆与所述长圆孔滑动连接，其可在所述长圆孔内滑动实现支撑轴向变形释放。

5.根据权利要求3所述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于：所述长圆孔的长度需满足支撑轴向变形要求。

6.根据权利要求2所述的可对钢支撑释放安装阶段内力的装置的安装方法，其特征在于：所述柔性件为蝶形弹簧。