CN108532961A - 一种超高层框架-筒体结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高层框架‑筒体结构的施工方法,包括以下步骤:墙单元尺寸计算:计算墙单元中各构件的尺寸;制备运输单元:根据计算好的尺寸在工厂内制备墙单元的钢板墙等构件,并组装焊接成墙单元作为运输单元运输到施工现场;制备吊装单元:将多个运输单元通过连梁单元水平拼接组成吊装单元;吊装单元的吊装与拼接:提升吊装单元至相应位置,竖向上相邻的墙单元通过快速拼装结构临时相连,并采用自动焊接装置焊接,水平方向上相邻的两个墙单元通过连梁单元相连;浇筑:同一层的吊装单元的吊装与拼接完成后,往各吊装单元中各墙单元中浇筑高强混凝土;施工完成:重复前两个步骤直至施工完成。有效的缩短了施工工期。本发明应用于建筑领域。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域,特别是涉及一种超高层框架-筒体结构的施工方法。
背景技术
近年来,我国的超高层建筑越来越多,如何选用施工简便、速度快、经济性好的结构抗侧力体系是一个建筑成本控制和使用性能的关键。目前,超高层建筑普遍采用框架-核心筒结构体系,其中,核心筒承担了大部分的水平剪力和倾覆弯矩,是第一道抗震防线,常规的混凝土核心筒由于重量的累计使得底部墙体厚度很大,整体的重量会占结构的50%以上,会引起结构重量较大的增加,导致地震作用增大,因此,核心筒需要配置较多的型钢和钢筋来满足延性的要求。
现有混凝土核心筒施工时,需要现场支模,预埋型钢,绑扎钢筋,浇筑混凝土,施工繁琐,施工工期长,且施工的质量不易保证,长墙易收缩开裂。现阶段由于现场的工人整体素质较发达国家来说偏低,工程管理中存在着较多的问题,采用高强材料(混凝土和钢结构)施工中质量控制难以保证,限制了建筑行业高强材料的推广和应用。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种超高层框架-筒体结构的施工方法,能够有效的缩短施工工期,且结构简便、便于施工。
本发明所采用的技术方案是:一种超高层框架-筒体结构的施工方法,包括以下步骤:
a.墙单元尺寸计算:在方案阶段时,在满足结构各项指标的前提下,离散结构的核心筒,使得原来整体的核心筒变成由离散墙单元和连梁单元组成的筒体,在满足运输条件的前提下,计算墙单元中各构件的尺寸;
b.制备运输单元:根据计算好的尺寸在工厂内制备墙单元的钢板墙等构件,并组装焊接成墙单元,将墙单元作为运输单元运输到施工现场;
c.制备吊装单元:在满足吊装条件的前提下,将多个运输单元通过连梁单元水平拼接组成吊装单元;
d.吊装单元的吊装与拼接:提升吊装单元至相应位置,竖向上相邻的墙单元通过快速拼装结构临时相连,并采用自动焊接装置将竖向上相邻的两个墙单元焊接,水平方向上相邻的两个墙单元通过连梁单元相连;
e.浇筑:同一层的吊装单元的吊装与拼接完成后,往各吊装单元中的各墙单元中浇筑高强混凝土;
f.施工完成:重复步骤d、e直至施工完成。
作为上述技术方案的进一步改进,所述墙单元包括两块相对的墙身板,两块墙身板的两个对应端分别通过连接结构相连,所述连接结构为与两块墙身板对应的U形端柱,所述U形端柱的每一U形边分别与对应墙身板的对应端固定相连,两块墙身板与两个U形端柱围成能够浇筑混凝土的浇灌腔。
作为上述技术方案的进一步改进,所述快速拼装结构包括间隔对称设在下层墙单元中两块墙身板顶端且向上凸出的多个连接钢板,上层墙单元中两块墙身板底端与各连接钢板凸出的部分通过螺栓连接固定以使得上层墙单元与下层墙单元稳固接触。
作为上述技术方案的进一步改进,所述自动焊接装置包括设在下层墙单元与上层墙单元连接缝隙周围的工作平台,所述工作平台上铺设有环形导轨,下层墙单元与上层墙单元的连接缝隙位于环形导轨的环形口内,所述环形导轨上滚动连接有基座,所述基座上设有活动臂,所述活动臂上设有朝向下层墙单元与上层墙单元连接缝隙的焊枪。
作为上述技术方案的进一步改进,所述工作平台上方设有防护罩。
作为上述技术方案的进一步改进,每一墙单元中的两块墙身板内侧分别沿墙身板高度方向间隔设有若干向内延伸且相互对应的第一加劲板,每对第一加劲板之间沿竖向设有若干第一缀板。
作为上述技术方案的进一步改进,每一墙单元中的每一U形端柱的两个U形边的内侧沿墙身板高度方向间隔设有向内延伸且相对的第二加劲板,两块第二加劲板之间设有第二缀板,每一第二加劲板位于对应U形边上远离对应底边的一端。
作为上述技术方案的进一步改进,所述连梁单元包括剪切型连梁与弯剪型连梁,所述剪切型连梁的跨高比小于3,所述弯剪型连梁的跨高比在3以上,所述连梁单元两端分别焊接在对应的墙单元上,所述墙单元上设有与连梁单元上连梁翼缘对应的水平加劲板,所述水平加劲板上设有能够浇筑混凝土的过浆孔。
作为上述技术方案的进一步改进,每一水平加劲板上位于对应过浆孔边缘的位置设有补强板。
作为上述技术方案的进一步改进,多个墙单元能够拼接组成L形结构或T形结构或十字形结构。
本发明的有益效果:本发明通过现在工厂内制备墙单元作为运输单元,随后在施工现场将墙单元拼接成吊装单元,随后起升吊装单元完成核心筒筒体的组装、焊接与浇筑,利用钢板墙制备的墙单元,使得墙单元能够在厂内完成组装,并能够方便的运输到施工现场,现场施工时只需完成组装、焊接与浇筑工作即可,大大的缩短了工期,使得项目提早运营,提早收益。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是核心筒的水平截面图;
图2是核心筒的一部分的竖向截面图;
图3是墙单元的水平截面图;
图4是同一竖向上的两个墙单元连接结构的竖向剖视图;
图5是墙单元与箱形连梁之间连接结构的水平截面图;
图6是墙单元与箱形连梁之间连接结构的竖向截面图;
图7是快速拼装结构的水平剖视图;
图8是快速拼装结构的竖向剖视图;
图9是自动焊接装置的俯视图;
图10是自动焊接装置的正视图
图11是多个墙单元拼接的第一种结构的水平截面图;
图12是多个墙单元拼接的第二种结构的水平截面图;
图13是多个墙单元拼接的第三种结构的水平截面图。
具体实施方式
如图1-10所示的超高层框架-筒体结构的施工方法,包括以下步骤:
a.墙单元尺寸计算:在方案阶段时,在满足结构各项指标的前提下,离散结构的核心筒,使得原来整体的核心筒变成由离散墙单元1和连梁单元2组成的筒体,在满足运输条件的前提下,计算墙单元1中各构件的尺寸;
b.制备运输单元:根据计算好的尺寸在工厂内制备墙单元1的钢板墙等构件,并组装焊接成墙单元1,将墙单元1作为运输单元运输到施工现场;
c.制备吊装单元:在满足吊装条件的前提下,将多个运输单元通过连梁单元2水平拼接组成吊装单元;
d.吊装单元的吊装与拼接:提升吊装单元至相应位置,竖向上相邻的墙单元通过快速拼装结构临时相连,并采用自动焊接装置将竖向上相邻的两个墙单元焊接,水平方向上相邻的两个墙单元通过连梁单元2相连,在同一竖向上相邻的两个连梁单元之间围成间隔3,这些间隔3构成设备洞口或建筑洞口或及结构洞口,其中设备洞口及建筑洞口的间隔宽度按实际的要求,结构洞口的间隔宽度一般为600~800mm;
e.浇筑:同一层的吊装单元的吊装与拼接完成后,往各吊装单元中的各墙单元中浇筑高强混凝土;
f.施工完成:重复步骤d、e直至施工完成。
本实施例通过现在工厂内制备墙单元1作为运输单元,随后在施工现场将墙单元1拼接成吊装单元,随后起升吊装单元完成核心筒筒体的组装、焊接与浇筑,利用钢板墙制备的墙单元1,使得墙单元1能够在厂内完成组装,并能够方便的运输到施工现场,现场施工时只需完成组装、焊接与浇筑工作即可,大大的缩短了工期,使得项目提早运营,提早收益。
进一步优选的,墙单元1包括两块相对的墙身板11,两块墙身板11的两个对应端分别通过连接结构相连,连接结构为与两块墙身板11对应的U形端柱12,U形端柱12的每一U形边分别与对应墙身板的对应端固定相连,两块墙身板11与两个U形端柱12围成能够浇筑混凝土的浇灌腔13。
其中,每一U形端柱12的U形边的长度与墙身板11的长度比为1∶1.5~1∶3,本实施例中,U形端柱12的U形边的长度的长度为700mm,墙身板11的长度为1600mm。U形端柱12的底边,即墙单元1的厚度为600mm。本实施例通过采用U形端柱12作为两块墙身板11的连接结构,简化了墙单元1的结构,有效的缩短了施工工期,同时采用U形端柱12能够把墙单元1的主要承载面积集中在U形端柱12上,进而提高墙单元1的承载能力。
进一步优选的,快速拼装结构包括间隔对称设在下层墙单元中两块墙身板顶端且向上凸出的多个连接钢板41,上层墙单元中两块墙身板底端与各连接钢板41凸出的部分通过螺栓42连接固定以使得上层墙单元与下层墙单元稳固接触。连接钢板41凸出的部分上间隔设有多个螺栓孔,在上层墙单元中两块墙身板底端对应设有多个通孔,通过螺栓42穿过通孔且与连接钢板41上的螺栓孔螺纹连接以将上层墙单元与下层墙单元连接固定,连接钢板41上位于各螺栓孔处焊接有套筒43,在各套筒43内分别嵌有供螺栓42螺纹连接的螺母。上层墙单元中两块墙身板与焊接在下层墙单元中两块墙身板顶端上的连接钢板41之间通过螺栓42连接临时固定,形成稳定的拼装整体结构后即可安排下一道焊接工序施工,焊接完成后将螺栓42拆卸并回收循环利用。
进一步优选的,自动焊接装置包括设在下层墙单元与上层墙单元连接缝隙周围的工作平台51,工作平台51上铺设有环形导轨52,下层墙单元与上层墙单元的连接缝隙位于环形导轨52的环形口内,环形导轨52上滚动连接有基座53,基座53上设有活动臂54,活动臂54上设有朝向下层墙单元与上层墙单元连接缝隙的焊枪55。基座53底部一侧连接有嵌在环形导轨52上的定位轮56,基座53底部另一侧还连接有滚动连接在工作平台51上的平衡轮57,以保证基座53在环形导轨52上平稳地行走。
进一步优选的,工作平台51上方设有防护罩58。能有效地将焊接环境与周边施工环境隔离,保证焊接过程不受影响。
进一步优选的,每一墙单元中的两块墙身板11内侧分别沿墙身板11高度方向间隔设有若干向内延伸且相互对应的第一加劲板14,每一第一加劲板与水平方向垂直,第一加劲板14能够有效的提高墙单元1的刚度以及受力稳定性,每对第一加劲板之间沿竖向设有若干第一缀板15,使得墙单元1既能保持良好的刚度以及受力稳定性,也能有效的减少墙单元1的制作材料损耗,降低制作成本。
进一步优选的,每一墙单元中的每一U形端柱12的两个U形边的内侧沿墙身板11高度方向间隔设有向内延伸且相对的第二加劲板16,每一第二加劲板与水平方向垂直,两块第二加劲板之间设有第二缀板17,进一步提高墙单元1的刚度以及受力稳定性,每一第二加劲板位于对应U形边上远离对应底边的一端,使得U形端柱12更有更高的承载能力。
进一步优选的,连梁单元2包括剪切型连梁21与弯剪型连梁22,剪切型连梁21的跨高比小于3,弯剪型连梁22的跨高比在3以上,剪切型连梁21为工字钢梁或者箱型混凝土连梁,弯剪型连梁22为箱形混凝土连梁。连梁单元2两端分别焊接在对应的墙单元上,墙单元1上设有与连梁单元2上连梁翼缘对应的水平加劲板18,便于力在连梁单元2与墙单元1之间的传递。水平加劲板18上设有能够浇筑混凝土的过浆孔19。每一水平加劲板上位于对应过浆孔边缘的位置设有补强板110,有效的增强水平加劲板18在过浆孔19边缘位置的强度。
如图11所示的多个墙单元能够拼接组成的第一种结构,包括两个墙单元,两个墙单元组合成L形,在同一水平上具有两个墙单元,其中一个墙单元一端的U形端柱嵌入另一个墙单元对应端的U形端柱,两个墙单元的一个对应端的U形端柱组成方形结构。
如图12所示的多个墙单元能够拼接组成的第二种结构,包括两个墙单元,两个墙单元组合成T形,在同一水平上具有两个墙单元,其中一个墙单元一端的U形端柱穿过另一个墙单元的墙身板后位于另一个墙单元的中空腔,嵌入后的U形端柱构成另一个墙单元的对应墙身板、第一加劲板以及第一缀板。
如图13所示的多个墙单元能够拼接组成的第三种结构,包括两个墙单元,两个墙单元组合成十字形,在同一水平上具有两个墙单元,两个墙单元的墙身板相互交错形成十字结构。
当然,本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.墙单元尺寸计算:在方案阶段时,在满足结构各项指标的前提下,离散结构的核心筒,使得原来整体的核心筒变成由离散墙单元和连梁单元组成的筒体,在满足运输条件的前提下,计算墙单元中各构件的尺寸;
b.制备运输单元:根据计算好的尺寸在工厂内制备墙单元的钢板墙等构件,并组装焊接成墙单元,将墙单元作为运输单元运输到施工现场;
c.制备吊装单元:在满足吊装条件的前提下,将多个运输单元通过连梁单元水平拼接组成吊装单元;
d.吊装单元的吊装与拼接:提升吊装单元至相应位置,竖向上相邻的墙单元通过快速拼装结构临时相连,并采用自动焊接装置将竖向上相邻的两个墙单元焊接,水平方向上相邻的两个墙单元通过连梁单元相连;
e.浇筑:同一层的吊装单元的吊装与拼接完成后,往各吊装单元中的各墙单元中浇筑高强混凝土;
f.施工完成:重复步骤d、e直至施工完成。
2.根据权利要求1所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:所述墙单元包括两块相对的墙身板,两块墙身板的两个对应端分别通过连接结构相连,所述连接结构为与两块墙身板对应的U形端柱,所述U形端柱的每一U形边分别与对应墙身板的对应端固定相连,两块墙身板与两个U形端柱围成能够浇筑混凝土的浇灌腔。
3.根据权利要求2所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:所述快速拼装结构包括间隔对称设在下层墙单元中两块墙身板顶端且向上凸出的多个连接钢板,上层墙单元中两块墙身板底端与各连接钢板凸出的部分通过螺栓连接固定以使得上层墙单元与下层墙单元稳固接触。
4.根据权利要求3所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:所述自动焊接装置包括设在下层墙单元与上层墙单元连接缝隙周围的工作平台,所述工作平台上铺设有环形导轨,下层墙单元与上层墙单元的连接缝隙位于环形导轨的环形口内,所述环形导轨上滚动连接有基座,所述基座上设有活动臂,所述活动臂上设有朝向下层墙单元与上层墙单元连接缝隙的焊枪。
5.根据权利要求4所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:所述工作平台上方设有防护罩。
6.根据权利要求2至5任一项所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:每一墙单元中的两块墙身板内侧分别沿墙身板高度方向间隔设有若干向内延伸且相互对应的第一加劲板,每对第一加劲板之间沿竖向设有若干第一缀板。
7.根据权利要求6所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:每一墙单元中的每一U形端柱的两个U形边的内侧沿墙身板高度方向间隔设有向内延伸且相对的第二加劲板,两块第二加劲板之间设有第二缀板,每一第二加劲板位于对应U形边上远离对应底边的一端。
8.根据权利要求7所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:所述连梁单元包括剪切型连梁与弯剪型连梁,所述剪切型连梁的跨高比小于3,所述弯剪型连梁的跨高比在3以上,所述连梁单元两端分别焊接在对应的墙单元上,所述墙单元上设有与连梁单元上连梁翼缘对应的水平加劲板,所述水平加劲板上设有能够浇筑混凝土的过浆孔。
9.根据权利要求8所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:每一水平加劲板上位于对应过浆孔边缘的位置设有补强板。
10.根据权利要求1至5任一项所述超高层框架-筒体结构的施工方法,其特征在于:多个墙单元能够拼接组成L形结构或T形结构或十字形结构。
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