CN110318460A - 一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法，包括以下步骤：1）预备支撑部件：所述支撑部件包括千斤顶、底部横梁和支撑架；其中，所述底部横梁包括两根平行设置的横梁本体，所述支撑架包括底部节段、顶部节段以及若干中部节段；2）在下部建筑上安装底部横梁；3）安装支撑架：在底部横梁的设定位置安装支撑架的底部节段，然后根据倒阶梯状异型钢结构的安装高度，在底部节段上方依次安装多个中部节段，最后安装顶部节段，其中，底部节段、中部节段以及顶部节段之间通过螺栓固定连接；4）安装千斤顶；5）吊装倒阶梯状异型钢结构的第一层；6）拆卸支撑部件；7）重复步骤2）—步骤6），直至整个倒阶梯状异型钢结构安装完成。

Description

一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工用品的技术领域，具体涉及一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法。

背景技术

随着我国经济的发展，国家越来越注重精神文化与节能环保建筑相结合，大力推行钢结构建筑，而随着科学技术的进步，异型钢结构得以实现实施，这种结构不仅美观还具有象征城市的意义，而且受到越来越多建筑公司的青睐。

目前，倒阶梯状异型钢结构应用在各种大型主题乐园、地标建筑等建筑结构中，例如某大型主题乐园，其下部结构为3层地下室，地平面以上结构四周面积向中间减少，地面2层至5层以上采用倒阶梯状空间钢结构，造型奇特，结构复杂，每层沿四周向外悬挑，安装时稳定性较差，在未形成整体时，需要采用临时支撑架进行支撑。

但是，由于倒阶梯状空间钢结构垂直投影范围在地下室范围之内，因此，对支撑措施的要求更高，若支撑在楼板上，楼板作为支撑面，需要承载每层钢结构的重力，这样，就容易对楼板造成破坏。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于如何解决利用楼板进行支撑易因楼板承载力不足造成楼板损坏的难题，提供一种高效、经济、安全、可靠且对楼板破坏小的倒阶梯状异型钢结构的施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法，包括以下步骤：

1）预备支撑部件：所述支撑部件包括千斤顶、底部横梁和支撑架；其中，所述底部横梁包括两根平行设置的横梁本体，所述支撑架包括底部节段、顶部节段以及若干中部节段；

2）在下部建筑上安装底部横梁：将底部横梁铺设于顶部楼板上的设定位置，并通过化学螺栓将底部横梁与结构梁固定连接；

3）安装支撑架：在底部横梁的设定位置安装支撑架的底部节段，然后根据倒阶梯状异型钢结构的安装高度，在底部节段上方依次安装多个中部节段，最后安装顶部节段，其中，底部节段、中部节段以及顶部节段之间通过螺栓固定连接；

4）安装千斤顶：将千斤顶竖向安装于顶部节段的顶面，其中，千斤顶的底部与顶部节段固定相连，并采用全站仪校核支撑架顶部千斤顶顶面的标高；

5）吊装倒阶梯状异型钢结构的第一层：将倒阶梯状异型钢结构的悬挑部分支撑在千斤顶上，利用千斤顶对倒阶梯状异型钢结构安装高度进行微调，使倒阶梯状异型钢结构的高度达到设定高度，待第一层吊装完毕后，利用全站仪复核安装高度，合格后，对倒阶梯状异型钢结构进行安装固定，直至倒阶梯状异型钢结构稳定后，对倒阶梯状异型钢结构的第一层进行固定；

6）拆卸支撑部件：待倒阶梯状异型钢结构的第一层结构稳定后，对底部横梁、支撑架以及千斤顶进行拆除；

7）重复步骤2）—步骤6），直至整个倒阶梯状异型钢结构安装完成。

本发明中倒阶梯状异型钢结构安装的支撑架与地面支撑架不同，支撑架是由底部节段、中部节段和顶部节段组成，其中，中部节段是可根据倒阶梯异型钢结构的高度逐层增加，支撑架一般待本层倒阶梯状异型钢结构形成稳定的钢结构后，不再产生较大变形，便进行拆除，移动到下一层倒阶梯状异型钢结构的支撑位置进行支撑。否则建筑上层结构安装越多，荷载积累越大，支撑架传递到下部楼板及结构梁的荷载就越大，对倒阶梯状异型钢结构安全不利，或需要对倒阶梯异型钢结构进行的加固措施就越多。因此，支撑架拆除后，通过增加中部节段的数量，增加支撑架的高度，移动到倒阶梯状异型钢结构的第二层所需的支撑位置进行安装，重复上述步骤。

进一步，所述支撑架的底部节段、中部节段以及顶部节段均包括上框架、下框架以及连接上框架和下框架的竖向杆，使得底部节段、顶部节段和中部结构形成箱梁结构，所述底部节段、中部节段以及顶部节段的侧面均设有相交叉的斜撑杆。

进一步，在步骤1）中，底部横梁的横梁本体由多根H型钢相连形成时，单根H型钢的长度为相连两结构梁之间的间距的整数倍。这样设计，能够保证H型钢的两端位于结构梁上。

进一步，在制作支撑架之前，将设计完成的底部横梁、若干根竖直设置的竖向杆、水平设置的横向杆以及斜撑杆及支撑架整体导入结构计算软件，通过钢结构计算软件进行模拟安装、支撑及拆除全过程验算。

进一步，在步骤3）中，利用起重设备吊装底部节段、中部节段以及顶部节段并通过螺栓进行组装。

进一步，斜撑杆采用角钢，底部节段、中部节段以及顶部节段的四面直角处均设置有连接耳板，斜撑杆的两端通过连接耳板与底部节段、中部节段以及顶部节段相连。

这样设计，是为了实现斜撑杆与底部节段、中部节段以及顶部节段的连接，提高底部节段、中部节段以及顶部节段的稳定性。

进一步，在步骤1）中，每个底部节段、中部节段以及顶部节段上均设置有爬梯。这样设计，方便工人上下。

进一步，在步骤5）中，底部节段、中部节段以及顶部节段的高度一致，且待安装倒阶梯异型钢结构的阶梯层的高度与底部节段、中部节段以及顶部节段的高度成整数倍关系。这样设计，使得支撑架能很好配合各阶梯的高度且支撑倒阶梯状异型钢结构。

进一步，在步骤2）中，下部建筑每层均包括若干结构梁的立柱、结构梁以及与结构梁成型为一体的楼板。

进一步，在步骤2）中，多根底部横梁安装后，围成的形状，与倒阶梯状异型钢结构的待安装一层的形状相对应。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、安全性高。本发明将支撑力通过底部横梁传递到结构梁上，很好地解决了支撑面为楼板而导致的承载力不足的难题，对楼面破坏小。

2、实用性强。本发明支撑架通过底部节段、顶部节段以及若干个中部节段的设置，增加或减少中部节段的数量，来调整支撑架的高度，实现对倒阶梯状异型钢结构的施工，同时也适用于其他结构的支撑。

3、稳定性好，成本低。本发明采用空间结构体系，稳定性好，可周转使用，降低施工成本。

4、安装拆除快速。本发明各构件之间采用螺栓连接，安装拆除快速，节能环保。

附图说明

图1为本发明倒阶梯状异型钢结构的施工方法的第一层施工结构示意图。

图2为本发明倒阶梯状异型钢结构的施工方法中支撑架的俯视图。

图3为本发明倒阶梯状异型钢结构的施工方法中支撑架的主视图。

图4为本发明倒阶梯状异型钢结构的施工方法的流程图。

图中：水平支撑梁1、钢平台2、千斤顶3、顶部节段4、中部节段5、底部节段6、爬梯8、斜撑杆9、螺栓10、倒阶梯状异型钢结构的第一层11、支撑架12、底部横梁13、结构梁14、楼板15、立柱16。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例：一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法，包括一种用于支撑倒阶梯状异型钢结构施工的支撑系统，参见图2和图3，包括支撑部件，支撑部件用于设置在下部建筑结构的结构梁14上，支撑部件包括底部横梁13，底部横梁13上设有数个支撑架12，支撑架12包括底部节段6、顶部节段4以及数个中部节段5，底部横梁13包括两根平行设置的横梁本体，且分别与底部节段6相对设置，底部节段6与横梁本体可拆卸连接，且底部节段6与横梁本体通过化学螺栓10相连，这样，安装拆除方便。

底部节段6、顶部节段4以及中部节段5均为箱梁结构，底部节段6、中部节段5以及顶部节段4均设置有爬梯8，这样设计，方便工人上下，顶部节段4的底部与中部节段5的顶部可拆卸连接，中部节段5的底部与底部节段6的顶部可拆卸连接，可拆卸连接采用螺栓10的方式进行连接，方便顶部节段4、中部节段5以及底部节段6拆卸和组装。

顶部节段4的顶面设置有钢平台2，设置钢平台2是为了便于工人操作，顶部节段4顶面设有千斤顶3，顶部节段4的顶面设置有两根交叉的水平支撑梁1，水平支撑梁1位于钢平台2的上方，水平支撑梁1交叉部与千斤顶3固定连接，水平支撑梁1是用于支撑千斤顶3，便于通过千斤顶3对待支撑架12进行微调。

底部节段6、顶部节段4以及中部节段5包括上框架、下框架以及连接上框架和下框架的竖向杆，上框架和下框架包括四根水平设置的横向杆，四根横向杆围成矩形，通过竖向杆将两个矩形的直角相连形成箱梁结构，其中，横向杆和竖向杆均为H型钢。

底部节段6、顶部节段4以及中部节段5侧面均设有定位架，定位架包括两根交叉设置的斜撑杆9，斜撑杆9采用角钢，底部节段6、中部节段5以及顶部节段4的侧面四个角部均设置有连接耳板，斜撑杆9的两端通过连接耳板与底部节段6、中部节段5以及顶部节段4相连。这样设计，是为了实现斜撑杆9与矩形体框架结构的连接，提高矩形体框架结构的稳定性。

支撑架12将支撑力通过横穿倒阶梯状异型钢结构的结构梁14的底部横梁13传递到结构梁14上，很好地解决了支撑面为楼板15而导致的承载力不足的难题，对楼面破坏小，支撑架12实用性强，可周转使用，降低施工成本。

在另外一个实施例中，中部节段5为两个，分别为第一中部节段5和第二中部节段5，顶部节段4的底部与第一中部节段5的顶部可拆卸连接，第一中部节段5的底部与第二中部节段5的顶部可拆卸连接，第二中部节段5的底部与底部节段6的顶部可拆卸连接，可拆卸连接也同样使用螺栓10进行连接。这样设计，使得支撑架12能很好配合各阶梯的高度且支撑倒阶梯状异型钢结构。

支撑架12通过中部节段5的设置，增加或减少支撑架12的高度，实现对倒阶梯状空间异型钢结构的施工，同时也适用于其他结构的支撑。

参见图1和图4中，倒阶梯状异型钢结构的施工方法，包括以下步骤：

1）预备支撑部件：在预备支撑部件之前，应采用最不利施工工况对倒阶梯状异型钢结构进行施工模拟验算，确定支撑部件支撑点的反力，以及确定支撑部件的具体截面尺寸，以及制作在制作支撑架12之前，将设计完成的底部横梁13、若干根竖直设置的竖向杆、水平设置的横向杆以及斜撑杆9及支撑架12整体导入结构计算软件，通过钢结构计算软件进行模拟安装、支撑及拆除全过程验算。

所述支撑部件包括千斤顶3、底部横梁13和支撑架12；其中，所述底部横梁13包括两根平行设置的横梁本体，底部横梁13的横梁本体由多根H型钢相连形成时，单根H型钢的长度为相连两结构梁14之间的间距的整数倍。这样设计，能够保证H型钢的两端位于结构梁14上。

所述支撑架12包括底部节段6、顶部节段4以及若干中部节段5；所述支撑架12的底部节段6、中部节段5以及顶部节段4均包括上框架、下框架以及连接上框架和下框架的竖向杆，使得底部节段6、顶部节段4和中部结构形成箱梁结构，所述底部节段6、中部节段5以及顶部节段4的侧面均设有相交叉的斜撑杆9。其中，所述上框架和下框架分别由四根横向杆头尾相连。

2）在下部建筑上安装底部横梁：多根底部横梁13安装后，围成的形状，与倒阶梯状异型钢结构的待安装一层的形状相对应，将底部横梁13铺设于楼板15上的设定位置，并通过化学螺栓10将底部横梁13与结构梁14固定连接，下部建筑每层均包括若干立柱16、结构梁16以及与结构梁16成型为一体的楼板15。

3）安装支撑架：在底部横梁13的设定位置安装支撑架12的底部节段6，然后根据倒阶梯状异型钢结构的安装高度，在底部节段6上方依次安装多个中部节段5，最后安装顶部节段4，其中，底部节段6、中部节段5以及顶部节段4之间通过螺栓10固定连接，利用起重设备吊装底部节段6、中部节段5以及顶部节段4并通过螺栓10进行组装。

4）安装千斤顶：将千斤顶3竖向安装于顶部节段4的地面，其中，千斤顶3的底部与顶部节段4固定相连，并采用全站仪校核支撑架12顶部千斤顶3顶面的标高；

5）吊装倒阶梯状异型钢结构的第一层：将倒阶梯状异型钢结构的悬挑部分支撑在千斤顶3上，利用千斤顶3对倒阶梯状异型钢结构安装高度进行微调，使倒阶梯状异型钢结构的高度达到设定高度，待第一层吊装完毕后，利用全站仪复核安装高度，合格后，对倒阶梯状异型钢结构进行安装固定，直至倒阶梯状异型钢结构稳定后，对倒阶梯状异型钢结构的第一层11进行固定。

底部节段6、中部节段5以及顶部节段4的高度一致，且待安装倒阶梯异型钢结构的阶梯层的高度与底部节段6、中部节段5以及顶部节段4的高度成整数倍关系。这样设计，使得支撑架12能很好配合各阶梯的高度且支撑倒阶梯状异型钢结构。

6）拆卸支撑部件：待倒阶梯状异型钢结构的第一层11结构稳定后，对底部横梁13、支撑架12以及千斤顶3进行拆除；

7）重复步骤2）—步骤6），直至整个倒阶梯状异型钢结构安装完成。

本发明中倒阶梯状异型钢结构安装的支撑架12与地面支撑架12不同，支撑架12的中部节段5是逐层增加，支撑架12一般待本层倒阶梯状异型钢结构形成稳定的钢结构后，不再产生较大变形，便进行拆除，移动到下一层倒阶梯状异型钢结构的支撑位置进行支撑。否则上层结构安装越多，荷载积累越大，支撑架12传递到下部楼板15及结构梁14的荷载就越大，对倒阶梯状异型钢结构安全不利，或需要对倒阶梯状异型钢结构进行的加固措施就越多。支撑架12拆除后，通过增加中部节段5的数量，增加支撑架12的高度，移动到倒阶梯状异型钢结构的第二层所需的支撑位置进行安装，重复上述步骤。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种倒阶梯状异型钢结构的施工方法，包括以下步骤：

1）预备支撑部件：所述支撑部件包括千斤顶、底部横梁和支撑架；其中，所述底部横梁包括两根平行设置的横梁本体，所述支撑架包括底部节段、顶部节段以及若干中部节段；

2）在下部建筑上安装底部横梁：将底部横梁铺设于顶部楼板上的设定位置，并通过化学螺栓将底部横梁与结构梁固定连接；

3）安装支撑架：在底部横梁的设定位置安装支撑架的底部节段，然后根据倒阶梯状异型钢结构的安装高度，在底部节段上方依次安装多个中部节段，最后安装顶部节段，其中，底部节段、中部节段以及顶部节段之间通过螺栓固定连接；

4）安装千斤顶：将千斤顶竖向安装于顶部节段的顶面，其中，千斤顶的底部与顶部节段固定相连，并采用全站仪校核支撑架顶部千斤顶顶面的标高；

5）吊装倒阶梯状异型钢结构的第一层：将倒阶梯状异型钢结构的悬挑部分支撑在千斤顶上，利用千斤顶对倒阶梯状异型钢结构安装高度进行微调，使倒阶梯状异型钢结构的高度达到设定高度，待第一层吊装完毕后，利用全站仪复核安装高度，合格后，对倒阶梯状异型钢结构进行安装固定，直至倒阶梯状异型钢结构稳定后，对倒阶梯状异型钢结构的第一层进行固定；

6）拆卸支撑部件：待倒阶梯状异型钢结构的第一层结构稳定后，对底部横梁、支撑架以及千斤顶进行拆除；

7）重复步骤2）—步骤6），直至整个倒阶梯状异型钢结构安装完成。

2.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，所述支撑架的底部节段、中部节段以及顶部节段均包括上框架、下框架以及连接上框架和下框架的竖向杆，使得底部节段、顶部节段和中部结构形成箱梁结构，所述底部节段、中部节段以及顶部节段的侧面均设有相交叉的斜撑杆。

3.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤1）中，底部横梁的横梁本体由多根H型钢相连形成时，单根H型钢的长度为相连两结构梁之间的间距的整数倍。

4.根据权利要求2所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在制作支撑架之前，将设计完成的底部横梁、若干根竖直设置的竖向杆、水平设置的横向杆以及斜撑杆及支撑架整体导入结构计算软件，通过钢结构计算软件进行模拟安装、支撑及拆除全过程验算。

5.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤3）中，利用起重设备吊装底部节段、中部节段以及顶部节段并通过螺栓进行组装。

6.根据权利要求2所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，斜撑杆采用角钢，底部节段、中部节段以及顶部节段的四面直角处均设置有连接耳板，斜撑杆的两端通过连接耳板与底部节段、中部节段以及顶部节段相连。

7.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤1）中，每个底部节段、中部节段以及顶部节段上均设置有爬梯。

8.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤5）中，底部节段、中部节段以及顶部节段的高度一致，且待安装倒阶梯异型钢结构的阶梯层的高度与底部节段、中部节段以及顶部节段的高度成整数倍关系。

9.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤2）中，下部建筑每层均包括若干立柱、结构梁以及与结构梁成型为一体的楼板。

10.根据权利要求1所述的倒阶梯状异型钢结构的施工方法，其特征在于，在步骤2）中，多根底部横梁安装后，围成的形状，与倒阶梯状异型钢结构的待安装一层的形状相对应。