CN107476581B - 一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法 - Google Patents
一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，该施工方法包括如下步骤：计算分析；建立钢结构双层悬挑结构模型，采用MIDAS进行施工过程模拟分析，根据分析计算结果选取最优参数；上层标高选用悬挑钢桁架，下层标高楼面楼盖通过钢吊柱，钢吊柱内设吊索，悬挂于悬挑桁架。本发明的优点是：充分考虑支座预安装，确保制作安装的精度；利用支座与效体整体吊装的方法，减少大型吊车的施工，节约成本，提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工方法，更具体的说，是涉及一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法。
背景技术
近年来大跨度空间结构的施工技术发展迅速，涌现出许多先进的 空间结构施工技术，如高空散装技术、分条或分块吊装技术、整体安 装施工法和整体提升法、滑移吊装技术等。
高空散装法包括全支架法和悬挑法，它将小拼单元或散件直接在结构的设计位置进行拼装，其中悬挑法将小型的拼接单元构件吊装到 预设的位置进行高空拼接，施工中无需大型起重设备，但现场高空作业工程量大。
分条或分块吊装法按结构组成特点及起重机设备能力将整个构件分解为若干单元，在地面组装后再分别吊装就位拼接，从而完成结 构的整体构型。它只适用于分割后结构的刚度和受力状况改变较小的 屋面网架结构，而不适用于悬挑重型钢构。
整体安装施工法是将结构在地面或胎架上拼接完成后再运送并安装到设计位置的施工方法，它适用于支点较少的点支承网架安装而 且需要超大型吊装设备。
滑移法是指按拟定的施工方案安装好滑动轨道，利用滑轨把在地面上划分组装好的结构单元或整体结构逐步滑移到预先设定好的几何位置，然后再组装成整体的施工方法。当柱距大或柱顶无联系横梁时，架设临时滑道支撑架费用较高。
上述技术均不能直接满足结构复杂、悬挑水平距离大的大型悬挑钢构施工需要。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，而提供一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法确保施工过程安全，有效控制构件内力，减少高空作业，提高施工效率的大型悬挑钢结构安装方法十分必要。
本发明的一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，该施工方法包括如下步骤：
步骤1；计算分析；建立钢结构双层悬挑结构模型，采用MIDAS进行施工过程模拟分析，根据分析计算结果选取最优参数；上层标高选用悬挑钢桁架，下层标高楼面楼盖通过钢吊柱，钢吊柱内设吊索，悬挂于悬挑桁架；悬挑桁架的B~C轴、F~N轴采用悬挑桁架与吊柱悬挂形式，C~F轴采用立体桁架悬挂；悬挑桁架屋盖及吊挂楼盖设交叉支撑形成平面稳定体系，下层标高休息厅楼盖采用TMD支座梁和钢筋桁架楼板内设TMD质量调频阻尼器减振机构；
步骤2；立体桁架拼装；立体桁架在现场设置拼装胎架，拼装完成后由汽车吊吊装就位；
步骤3；单榀桁架拼装；搭设支撑架，首先吊装悬挂楼盖钢梁，在前支撑架基础之上搭设二层支撑架并吊装悬挑桁架，安装悬挑桁架吊杆，依次完成下一榀吊装，吊装相对应的支撑及次梁；
步骤4；安装下层标高楼面主梁；安装上层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点；安装两个轴线间次杆件；重复前面步骤完成结构安装；拆除钢结构支撑架；安装下层标高楼板，屋面及幕墙；
步骤5；支撑的施工步骤；拆除下部圆管支撑；初步张拉高矾索达到设计值50%；拆除上部圆管支撑；根据实测值逐步张拉到设计值；设置倒链，保证第一步拆除后此处的安全；
Type1处支撑使用塔吊标准节，下方同理使用塔吊标准节反顶；
Type2位于消防水池上方，无法反顶，因此支撑旋转45度角落于混凝土梁上，下方用H型钢做转换，将力传到混凝土梁上；安装方法如下，安装第一层标高楼面主梁，安装第二层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点，安装B轴到C轴，F轴到G轴间次梁；安装立体桁架（依次从第一层标高立体桁架、竖向立体桁架到第二层标高立体桁架）；安装G轴到N轴间次梁；拆除钢结构支撑架；从两边往中间依次从B轴和N轴、C轴和M轴、F轴和L轴、G轴和K轴、H轴和J轴依次张拉至100%；最后安装第一层楼板,屋面及幕墙。
所述步骤1中施工过程模拟分析采用提取最终结构各杆件的应力比值N1，及自重作用下结构一次成形杆件的应力比值N2，则施工过程产生的附加应力比大小为
进行计算，计算分析结果与原模型分析结果差别值，保证结构的挠度要求。
所述TMD支座梁采用热轧宽翼缘H型钢HW300X300X10X15，材质均为Q345B。
本发明的有益效果是：与普通技术相比，本发明的优点是：充分考虑支座预安装，确保制作安装的精度；利用支座与效体整体吊装的方法，减少大型吊车的施工，节约成本，提高效率，钢结构安装根据现场实际情况，结合多方面因素，充分发挥机械设备、人员的效率，缩短施工工期。
附图说明
图1为本发明的MIDAS计算分析模型图；
图2为本发明的钢结构整体安装示意图；
图3为本发明的钢梁及悬挑桁架轴测图；
图4为本发明的支撑架分类及布置示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于实施例。
本发明的一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，步骤1；计算分析；建立钢结构双层悬挑结构模型，采用MIDAS进行施工过程模拟分析，根据分析计算结果选取最优参数；
如图1所示，分析模型；分析软件采用MIDAS软件进行施工模拟分析。
单元类型：钢结构构件和拉索构件采用一般梁单元进行模拟，其中撑杆在与钢梁相连的地方释放为铰接；支撑上部与钢结构连接释放为铰接。
材料特性：钢材弹性模量为2.06×105 拉索弹性模量为1.58×105MPa，泊松比为0.3，温度膨胀系数为1.15×10-5，容重78.5KN/m3；
材料截面：钢结构截面按照图纸实际情况考虑，钢拉索按照等效截面Φ68.7圆钢的截面考虑。
荷载：荷载考虑结构1.2倍自重及索初始张拉的索力值。屋面荷载考虑1KN/m2，幕墙荷载，加在上部圈梁上，按30KN/m线荷载。计算变形起拱值及索力时荷载组合取1倍恒载+0.5倍活载。计算应力比时荷载组合取1.2倍恒载+1.4倍活载。
上层标高选用悬挑钢桁架，下层标高楼面楼盖通过钢吊柱，钢吊柱内设吊索，悬挂于悬挑桁架；悬挑桁架的吊索B~C轴、F~N轴采用悬挑桁架与吊柱悬挂形式，C~F轴采用立体桁架悬挂；悬挑桁架屋盖及吊挂楼盖设交叉支撑形成平面稳定体系，下层标高休息厅楼盖采用TMD支座梁和钢筋桁架楼板内设TMD质量调频阻尼器减振机构；
表1：各施工步钢吊柱内设吊索内力变化单位：KN
表2：钢吊柱内设吊索张拉施工控制值（KN）
上表中，首轮，二轮拉索力控制值为单榀张弦梁张拉时的索力值，最终步索力值为张弦梁实际索力值。
根据上表数据Δ1为悬挑桁架端轴线交点（上端点）起拱值，Δ2为楼面钢梁端轴线交点（下端点）起拱值，Δ3为楼面钢梁跨中预起拱值。大于15m*1/1000=15mm的，需在工厂做预起拱。
将计算模型按预起拱值调整后，进行模拟分析计算，其分析结果与原模型分析结果差别极小。调整后的最大变形为32.54mm（调整前32.50mm，由于调整后的模型已经将节点调整，因此变形后梁基本处于设计状态，满足挠度要求），调整后的最大应力比为0.422（调整前0.421）。因此，此预起拱值能保证结构的挠度要求。
步骤2；立体桁架拼装；立体桁架在现场设置拼装胎架，拼装完成后由汽车吊吊装就位；
步骤3；单榀桁架拼装；搭设支撑架，首先吊装悬挂楼盖钢梁，在前支撑架基础之上搭设二层支撑架并吊装悬挑桁架，安装悬挑桁架吊杆，依次完成下一榀吊装，吊装相对应的支撑及次梁；
步骤4；安装下层标高楼面主梁；安装上层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点；安装两个轴线间次杆件；重复前面步骤完成结构安装；拆除钢结构支撑架；安装下层标高楼板，屋面及幕墙；
步骤5；支撑的施工步骤；拆除下部圆管支撑；初步张拉高矾索达到设计值50%；拆除上部圆管支撑；根据实测值逐步张拉到设计值；设置倒链，保证第一步拆除后此处的安全；
Type1处支撑使用塔吊标准节，下方同理使用塔吊标准节反顶；
Type2位于消防水池上方，无法反顶，因此支撑旋转45度角落于混凝土梁上，下方用H型钢做转换，将力传到混凝土梁上；安装方法如下，安装第一层标高楼面主梁，安装第二层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点，安装B轴到C轴，F轴到G轴间次梁；安装立体桁架（依次从第一层标高立体桁架、竖向立体桁架到第二层标高立体桁架）；安装G轴到N轴间次梁；拆除钢结构支撑架；从两边往中间依次从B轴和N轴、C轴和M轴、F轴和L轴、G轴和K轴、H轴和J轴依次张拉至100%；最后安装第一层楼板,屋面及幕墙。
所述步骤1中施工过程模拟分析采用提取最终结构各杆件的应力比值N1，及自重作用下结构一次成形杆件的应力比值N2，则施工过程产生的附加应力比大小为
进行计算，计算分析结果与原模型分析结果差别值，保证结构的挠度要求。
所述TMD支座梁采用热轧宽翼缘H型钢HW300X300X10X15，材质均为Q345B。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：
步骤1；计算分析；建立钢结构双层悬挑结构模型，采用MIDAS进行施工过程模拟分析，根据分析计算结果选取最优参数；上层标高选用悬挑钢桁架，下层标高楼面楼盖通过钢吊柱，钢吊柱内设吊索，悬挂于悬挑桁架；悬挑桁架的B～C轴、F～N轴采用悬挑桁架与吊柱悬挂形式，C～F轴采用立体桁架悬挂；悬挑桁架屋盖及吊挂楼盖设交叉支撑形成平面稳定体系，下层标高休息厅楼盖采用TMD支座梁和钢筋桁架楼板内设TMD质量调频阻尼器减振机构；
步骤2；立体桁架拼装；立体桁架在现场设置拼装胎架，拼装完成后由汽车吊吊装就位；
步骤3；单榀桁架拼装；搭设支撑架，首先吊装悬挂楼盖钢梁，在前支撑架基础之上搭设二层支撑架并吊装悬挑桁架，安装悬挑桁架吊杆，依次完成下一榀吊装，吊装相对应的支撑及次梁；
步骤4；安装下层标高楼面主梁；安装上层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点；安装两个轴线间次杆件；重复前面步骤完成结构安装；拆除钢结构支撑架；安装下层标高楼板，屋面及幕墙；
步骤5；支撑的施工步骤；拆除下部圆管支撑；初步张拉高矾索达到设计值50％；拆除上部圆管支撑；根据实测值逐步张拉到设计值；设置倒链，保证第一步拆除后此处的安全；
Type1位于悬挑桁架的吊索H轴处，支撑使用塔吊标准节，下方同理使用塔吊标准节反顶；
Type2位于消防水池上方，无法反顶，因此支撑旋转45度角落于混凝土梁上，下方用H型钢做转换，将力传到混凝土梁上；安装方法如下，安装第一层标高楼面主梁，安装第二层标高悬挑桁架；安装吊柱及相连下节点，安装B轴到C轴，F轴到G轴间次梁；安装立体桁架,依次从第一层标高立体桁架、竖向立体桁架到第二层标高立体桁架；安装G轴到N轴间次梁；拆除钢结构支撑架；从两边往中间依次从B轴和N轴、C轴和M轴、F轴和L轴、G轴和K轴、H轴和J轴依次张拉至100％；最后安装第一层楼板,屋面及幕墙。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，其特征在于，所述步骤1中施工过程模拟分析采用提取最终结构各杆件的应力比值N1，及自重作用下结构一次成形杆件的应力比值N2，则施工过程产生的附加应力比大小为△N＝N1-N2进行计算，计算分析结果与原模型分析结果差别值，保证结构的挠度要求。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构双层悬挑结构吊装安装方法，其特征在于，所述TMD支座梁采用热轧宽翼缘H型钢HW300X300X10X15，材质均为Q345B。
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