CN113468644B - 一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，属于高空钢结构施工技术领域，该合拢卸载方法主要利用Abaqus软件建立多层环状钢结构和核心筒的三维模型，通过计算机模拟不同合拢卸载方案的重要构件的应变，并选取最佳合拢卸载方案作为实际施工中合拢卸载方案，同时，对合拢卸载过程中受力较大的重要构件进行应力检测，并在合拢卸载完成施工后，通过对模拟值和实测值之间进行比较，为整个项目验收合格提供科学的数据保障，有效提高了高空合拢卸载过程中的合理性和安全性。

Description

一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法

技术领域

本发明涉及高空钢结构施工技术领域，具体涉及一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法。

背景技术

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

传统的结构设计方法是按照结构已完成形态建立模型，在模型上一次性施加所有荷载或卸载所有加固构件进行分析，并未考虑施工过程受力的变化。然而所有建筑物均是逐步成型，在施工过程中的不同阶段，随着结构形式的变化、荷载的变化，不同构件的受力亦会发生转变，尤其一些突加荷载还可能带来很大的冲击效应，对结构安全带来很大的挑战。

在现代大型复杂工程中，预测和控制施工过程中结构的应力和变形是一个重要的研究方向，而对于受力复杂的高耸结构，其显得更为重要。目前主要按照实际的施工顺序对施工过程进行分析，分析的方法主要有拓扑变化法、时变单元法和有限单元法。

高耸结构吊装施工过程受力状态与设计受力状态不同，合拢焊接后卸载，由吊装状态受力向设计受力状态转换，难度高、困难大，而液压提升设施、临时支撑的卸载与拆除引起的受力构件转换，对高耸结构施工安全性提出了更大的挑战。

发明内容

本发明针对背景技术中钢结构在高空合拢卸载中遇到的技术问题，尤其是多层环状钢结构与核心筒之间合拢卸载存在的诸多技术难题，提供了一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，主要包括有以下步骤：

S1.有限元模型分析并选取最佳合拢卸载方案：

a.利用Abaqus软件建立多层环状钢结构和核心筒的三维模型，建模主要参数采用Abaqus/Explicit瞬态动力模块计算，所述多层环状钢结构和核心筒均采用两节点线性BEAM单元,提升钢绞线采用两节点线性三维TRUSS单元；

b.针对核心筒模型底部设置自由度完全约束，使多层环状钢结构合拢卸载过程中，多层环状钢结构所受的荷载为其自重，选取核心筒上的提升环梁及最上层连接牛腿、下提升环梁、多层环状钢结构中由转换桁架单元拼装焊接成的转换桁架作为受力模拟计算对象，并分析其在不同卸载方案中的应力变化情况；

c.根据多层环状钢结构设计模型在多种合拢卸载方案中的初始状态的应力云图和最后状态的应力云图，选取应力变化幅度最小所对应的合拢卸载方案为最佳合拢卸载方案。

S2.多层环状钢结构拼装焊接：

a.在核心筒的裙楼屋顶面上环绕核心筒搭建一个钢结构的拼装平台，所述拼装平台中靠近核心筒的内环梁为下提升环梁，由核心筒伸出牛腿作为下提升环梁支撑，并将多层环状钢结构的所有零构件通过塔吊运送到裙楼屋面上，等待下一步的拼装焊接；

b.在所述拼装平台上进行不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、下弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元拼装焊接，在不同分区的上弦杆单元、下弦杆单元之间环安装有多个临时支撑立柱，完成转换层的拼装作业；

c.在上述步骤b中由所述环向钢梁单元拼装焊接成的环向钢梁上均匀安装有多个钢立柱，在所述上弦杆单元上安装有多个临时支撑立柱，在其中一分区的钢立柱和临时支撑立柱上安装有由环向钢梁单元和主桁架单元组成的平台板层分块，逐步再进行不同分区上平台板层分块的拼装作业，由不同分区环向钢梁单元、主桁架单元分别拼装成环向钢梁、主桁架板层，完成单层主体层的拼装作业；

d.重复上述步骤c，由下至上逐层进行主体层的拼装作业，完成多层环状钢结构的地面拼装焊接；

所述步骤b至c中的上弦杆单元、下弦杆单元、主桁架单元均由多组十字交错的横梁焊接而成，且靠近核心筒的横梁向内环形截断成合拢截断头；

S3.应变传感器布置：根据步骤S1中的应力分析，采用振弦式应变传感器对在合拢卸载过程中受力较大的构件进行应变监测，具体分别选取在核心筒的最上层连接牛腿、中间层的主桁架板层、下提升环梁上的加固构件安装振弦式应变传感器，所述振弦式应变传感器外连接在远程监视系统，用于检测在合拢卸载过程中所检测构件的应力变化。

S4.整体吊运提升：采用安装在核心筒顶部由悬挑上提升环梁、液压提升油缸、液压泵组成的液压提升设施，由计算机控制液压系统通过多股钢绞线连接液压提升设施对步骤S3中拼装焊接完成的多层环状钢结构进行同步提升至核心筒合拢焊接处的设计标高，其中上提升环梁的上端均匀环绕安装有多部液压提升油缸，所述液压提升油缸上连接有钢绞线的一端，所述钢绞线的另一端穿过多层环状钢结构连接在下提升环梁上，所述液压提升油缸由所述液压泵提供动力，所述连接牛腿由核心筒向外延伸与所述合拢截断头对应布置，并在最上层连接牛腿的下端安装有下斜支撑；

S5.多层环状钢结构与核心筒高空合拢卸载：

a.按照从下至上逐层进行连接牛腿与合拢截断头之间的合拢焊接，完成多层环状钢结构与核心筒之间的合拢焊接作业；

b.经超声波对所有合拢焊接点进行探伤合格后，根据步骤S1中得出最佳合拢卸载方案从上至下逐层对称拆除主体层的临时支撑立柱，并通过施工电梯将拆除的临时支撑立柱运送至地面；

c.对液压系统进行分级卸载；

d.对称拆除转换层中的临时支撑立柱；

e.对称拆除核心筒的最上层连接牛腿的下斜支撑，完成多层环状钢结构与核心筒的高空合拢卸载；

f.下放下提升环梁回落至地面，依次拆除钢绞线、液压提升油缸、液压泵、上提升环梁，并通过施工电梯将拆除的钢绞线、液压提升油缸、液压泵、上提升环梁运送至地面；

S6.合拢卸载应变评价：根据步骤S1中有限元模拟得出最佳合拢卸载方案中的模拟值与步骤S3中布置的振弦式应变传感器在步骤S5中的实测值进行比对，通过比对模拟值和实测值之间的吻合程度，以此评价多层环状钢结构在高空合拢卸载过程中是否满足设计施工标准。

进一步，所述步骤S2.b中转换层拼装是按照以下步骤进行拼装焊接：

(1)在所述拼装平台上进行不同分区的下弦杆单元拼接焊接，拼装成下弦杆板层；

(2)在(1)步骤中任一分区所述下弦杆单元上安装多个转换桁架单元，在多个转换桁架单元的上端外侧安装有环向钢梁单元，并在相邻的转换桁架单元之间对称安装有腹杆单元，然后在多个转换桁架单元和腹杆单元上共同安装有上弦杆单元，且位于环向钢梁单元的内侧，并在上弦杆单元和下弦杆单元之间安装有临时支撑立柱，最后在多个所述转换桁架单元的顶部之间安装有环向钢梁，完成单个分区转换层的拼装；

(3)重复步骤(2)逐个分区作业，完成转换层中由不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元分别拼装焊接转换桁架、上弦杆板层、腹杆支撑、环向钢梁的拼装作业。

进一步，所述步骤S2.b和S2.c中多个所述临时支撑立柱环绕布置在所述核心筒的四周。

进一步，所述步骤S1或S2中拼装焊接是采用从多层环状钢结构的分区中心向四周对称扩散的焊接顺序，每个分区内组织双数焊工进行对称退步的焊接方式，在焊接过程中，采取平衡加热量，按照以上焊接方式和顺序对分块的钢结构完成拼装焊接。

进一步，所述步骤S5.a中合拢截断头与连接牛腿合拢焊接时，最少采用两组焊工，按顺时针方向进行对称焊接，每一组焊工焊接一根截断横梁头的合拢截断头。

进一步，所述步骤S5.c中液压系统是按20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％进行分级卸载。

进一步，所述转换桁架单元、下弦杆单元、腹杆单元、上弦杆单元、环向钢梁单元、主桁架单元均在裙楼屋顶地面上由相对应的零构件进行小拼焊接而成。

进一步，所述步骤S1.b和S1.c中的合拢卸载方案是指多层环状钢结构和核心筒完成高空合拢焊接后对拆除临时加固构件和液压系统分级卸载的顺序。

更进一步，所述临时加固构件包括有转换层中的临时支撑立柱、主体层的临时支撑立柱、核心筒的最上层连接牛腿的下斜支撑。

与现有技术相比本发明具有以下优点：1.本发明利用Abaqus软件建立多层环状钢结构和核心筒的三维模型，通过计算机模拟不同合拢卸载方案的重要构件的应变，并选取最佳合拢卸载方案作为实际施工中合拢卸载方案，有效提高了合拢卸载过程中的合理性和安全性；2.本发明根据计算机模拟得出最佳合拢卸载方案进行施工，同时，对合拢卸载过程中受力较大的重要构件进行应力检测，并在合拢卸载完成施工后，通过对模拟值和实测值之间进行比较，为整个项目验收合格提供科学的数据保障。

附图说明

图1是本发明实施例多层环状钢结构与核心筒合拢卸载的立面施工剖视图；

图2是本发明实施例中多层环状钢结构的立面剖视图；

图3是本发明实施例中核心筒的俯视平面布置图；

图4是本发明实施例中多层环状钢结构与下提升环梁的俯视平面布置图；

图5是本发明实施例中多层环状钢结构受力模拟的初始状态应力云图；

图6是本发明实施例中多层环状钢结构受力模拟的最后状态应力云图；

图7是本发明实施例中核心筒与及提升环梁上模拟点的俯视平面布置图；

图8是本发明实施例中下提升环梁上模拟点的俯视平面布置图；

图9是本发明实施例中转换桁架上模拟点的俯视平面布置图；

图10是本发明实施例中卸载阶段压力值随卸载步的变化图；

图11是本发明实施例中核心筒与及提升环梁上振弦式应变传感器测点的俯视平面布置图；

图12是本发明实施例中转换桁架上振弦式应变传感器测点的俯视平面布置剖视图；

图13是本发明实施例中多层环状钢结构中间层主桁架板层上振弦式应变传感器测点的俯视平面布置图；

图14是本发明实施例中逐级卸载过程的实测值与模拟值的对比图一；

图15是本发明实施例中逐级卸载过程的实测值与模拟值的对比图二；

图中：核心筒为1、裙楼为101、拼装平台为102、连接牛腿为103、下斜支撑为104、下提升环梁为102a、多层环状钢结构为2、转换桁架为201、上弦杆板层为202、下弦杆板层为203、腹杆支撑为204、环向钢梁为205、钢立柱为206、主桁架板层为207、临时支撑立柱为3、钢绞线为4、上提升环梁为5、液压提升油缸为6、液压泵为7。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对发明进行进一步说明。

如附图1至4所示，本实施例中所述多层环状钢结构的构/建构筑物是以环形的旋转餐厅为例，所述旋转餐厅包含位于本工程标高124m处的1层转换层和3层主体层，共计4层，所述转换层由转换桁架201、下弦杆板层203、腹杆支撑204、上弦杆板层202拼装焊接成，所述主体层由钢立柱206和主桁架板层207拼装焊接成，所述转换层和主体层的直径分别为33.3m、40m，每层层高6.2米，旋转餐厅结构部分重量为860吨，外加楼层板+钢筋+钢格栅+旋转餐厅设备，总提升重量为1350吨，外加楼层板+钢筋+钢格栅+旋转餐厅设备，总提升重量为1350吨。所述旋转餐厅采取在核心筒外围搭建二层钢结构裙楼102上的拼装平台103上进行整体拼装，本工程所述核心筒1为地下1层，地上25层，塔身每层6.2m，地下一层层高5.2m，主体裙楼为2层层高为6.2m，塔身每层6.2m，核心筒1建筑标高为：208m。所述旋转餐厅位于核心筒1标高为124m-148.8处，旋转餐厅总高度为24.8m。

以下实施例中旋转餐厅转换层为21层，主体层从下至上分别为22层、23层、24层，所述下斜支撑104设置在与24层顶部的主桁架板层207合拢焊接的连接牛腿103的下端。

一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，主要包括有以下步骤：

S1.有限元模型分析并选取最佳合拢卸载方案：

a.利用Abaqus软件建立旋转餐厅和核心筒1的三维模型，建模主要参数采用Abaqus/Explicit瞬态动力模块计算，所述旋转餐厅和核心筒1均采用两节点线性BEAM单元,提升钢绞线4采用两节点线性三维TRUSS单元；

b.针对核心筒1模型底部设置自由度完全约束，使旋转餐厅合拢卸载过程中，旋转餐厅所受的荷载为其自重，选取核心筒1上的提升环梁5及最上层连接牛腿103、下提升环梁102a、旋转餐厅中由转换桁架单元拼装焊接成的转换桁架201作为受力模拟计算对象，并分析其在不同卸载方案中的应力变化情况；

c.根据旋转餐厅设计模型在多种合拢卸载方案中的初始状态的应力云图和最后状态的应力云图，选取应力变化幅度最小所对应的合拢卸载方案为最佳合拢卸载方案。

所述合拢卸载方案是指旋转餐厅和核心筒1完成高空合拢焊接后对拆除临时加固构件和液压系统分级卸载的顺序，所述临时加固构件包括有转换层中的临时支撑立柱3、主体层的临时支撑立柱3、核心筒1的最上层连接牛腿103的下斜支撑104；

S2.旋转餐厅拼装焊接：

a.在核心筒1的裙楼101屋顶面上环绕核心筒1搭建一个钢结构的拼装平台102，所述拼装平台102中靠近核心筒1的内环梁为下提升环梁102a，由核心筒1伸出牛腿作为下提升环梁102a支撑，并将旋转餐厅的所有零构件通过塔吊运送到裙楼101屋面上，等待下一步的拼装焊接；

b.在所述拼装平台102上进行不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、下弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元拼装焊接，在不同分区的上弦杆单元、下弦杆单元之间环安装有多个临时支撑立柱3，完成转换层的拼装作业；

c.在上述步骤b中由所述环向钢梁单元拼装焊接成的环向钢梁205上均匀安装有多个钢立柱206，在所述上弦杆单元上安装有多个临时支撑立柱3，在其中一分区的钢立柱206和临时支撑立柱3上安装有由环向钢梁单元和主桁架单元组成的平台板层分块，逐步再进行不同分区上平台板层分块的拼装作业，由不同分区环向钢梁单元、主桁架单元分别拼装成环向钢梁205、主桁架板层207，完成单层主体层的拼装作业；

d.重复上述步骤c，由下至上逐层进行主体层的拼装作业，完成旋转餐厅的地面拼装焊接；

所述步骤b至c中的上弦杆单元、下弦杆单元、主桁架单元均由多组十字交错的横梁焊接而成，且靠近核心筒1的横梁向内环形截断成合拢截断头，中多个所述临时支撑立柱3环绕布置在所述核心筒1的四周；

所述步骤S1或S2中拼装焊接是采用从旋转餐厅的分区中心向四周对称扩散的焊接顺序，每个分区内组织双数焊工进行对称退步的焊接方式，在焊接过程中，采取平衡加热量，按照以上焊接方式和顺序对分块的钢结构完成拼装焊接；

S3.应变传感器布置：根据步骤S1中的应力分析，采用振弦式应变传感器对在合拢卸载过程中受力较大的构件进行应变监测，具体分别选取在核心筒1的最上层连接牛腿103、中间层的主桁架板层207、下提升环梁102a上的加固构件安装振弦式应变传感器，所述振弦式应变传感器外连接在远程监视系统，用于检测在合拢卸载过程中所检测构件的应力变化。

S4.整体吊运提升：采用安装在核心筒1顶部由悬挑上提升环梁5、液压提升油缸6、液压泵7组成的液压提升设施，由计算机控制液压系统通过多股钢绞线4连接液压提升设施对步骤S3中拼装焊接完成的旋转餐厅进行同步提升至核心筒1合拢焊接处的设计标高，其中上提升环梁5的上端均匀环绕安装有多部液压提升油缸6，所述液压提升油缸6上连接有钢绞线4的一端，所述钢绞线4的另一端穿过旋转餐厅连接在下提升环梁102a上，所述液压提升油缸6由所述液压泵7提供动力，所述连接牛腿103由核心筒1向外延伸与所述合拢截断头对应布置，并在最上层连接牛腿103的下端安装有下斜支撑104；

S5.旋转餐厅与核心筒1的高空合拢卸载：

a.按照从下至上逐层进行连接牛腿103与合拢截断头之间的合拢焊接，在合拢焊接时，最少采用两组焊工，按顺时针方向进行对称焊接，每一组焊工焊接一根截断横梁头的合拢截断头，完成旋转餐厅与核心筒1之间的合拢焊接作业；

b.经超声波对所有合拢焊接点进行探伤合格后，根据步骤S1中得出最佳合拢卸载方案依次对称拆除24层、23层、22层中的临时支撑立柱3，并通过施工电梯将拆除的临时支撑立柱3运送至地面；

c.对液压系统按20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％进行分级卸载；

d.对称拆21层中的临时支撑立柱3；

e.对称拆除核心筒1的最上层连接牛腿103的下斜支撑104，完成旋转餐厅与核心筒1的高空合拢卸载；

f.下放下提升环梁102a回落至地面，依次拆除钢绞线4、液压提升油缸6、液压泵7、上提升环梁5，并通过施工电梯将拆除的钢绞线4、液压提升油缸6、液压泵7、上提升环梁5运送至地面；

S6.合拢卸载应变评价：根据步骤S1中有限元模拟得出最佳合拢卸载方案中的模拟值与步骤S3中布置的振弦式应变传感器在步骤S5中的实测值进行比对，通过比对模拟值和实测值之间的吻合程度，以此评价旋转餐厅在高空合拢卸载过程中是否满足设计施工标准。

所述转换桁架单元、下弦杆单元、腹杆单元、上弦杆单元、环向钢梁单元、主桁架单元均在裙楼101屋顶地面上由相对应的零构件进行小拼焊接而成。

优选地，所述步骤S2.b中转换层拼装是按照以下步骤进行拼装焊接：

(1)在所述拼装平台102上进行不同分区的下弦杆单元拼接焊接，拼装成下弦杆板层203；

(2)在步骤(1)中任一分区所述下弦杆单元上安装多个转换桁架单元，在多个转换桁架单元的上端外侧安装有环向钢梁单元，并在相邻的转换桁架单元之间对称安装有腹杆单元，然后在多个转换桁架单元和腹杆单元上共同安装有上弦杆单元，且位于环向钢梁单元的内侧，并在上弦杆单元和下弦杆单元之间安装有临时支撑立柱3，最后在多个所述转换桁架单元的顶部之间安装有环向钢梁，完成单个分区转换层的拼装；

(3)重复步骤(2)逐个分区作业，完成转换层中由不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元分别拼装焊接转换桁架201、上弦杆板层202、腹杆支撑204、环向钢梁205的拼装作业。

如附图5至10所示，在上述旋转餐厅合拢卸载过程中，根据拆除旋转餐厅及核心筒1上的临时加固构件和液压提升设施的施工次序提出以下五种方案：

表1五种方案次序表

表2结构最大应力表(MPa)

选取核心筒1顶部悬挑的上提升环梁5为C1模拟点、24层顶部的连接牛腿103为C2模拟点、21层底部的下提升环梁102a为C3模拟点、转换桁架201为C4、C5模拟点进行受力模拟计算，分析其在不同方案下每一步卸载后的应力。

经过对旋转餐厅设计模型在五种合拢卸载方案中的初始状态的应力云图和最后状态的应力云图，选取应力变化幅度最小相对应的方案为最佳合拢卸载方案，综合比较五种方案，方案五最合理，方案二和三最危险。先依次拆除24层、23层、22层的临时支撑立柱3，释放部分应力；然后液压系统分级卸载，释放主要应力；接着拆除21层的临时支撑立柱3，最后拆除下斜支撑104，达到最终状态。

如附图11至13所示，采用振弦式应变传感器对构件的应变进行监测，根据有限元模拟分析的结果，选择受力较大的构件及重要构件进行监测，由于在未合拢卸载时旋转餐厅的重量是通过上提升环梁5传至连接牛腿103然后再传给核心筒1，因此，监测点1位于核心筒1的最上层连接牛腿103，监测点2、3分别位于下提升环梁102a上的加固构件，监测点4、5是旋转餐厅22层主桁架板层207的横梁。

如图14和15所示，是监测点在逐级卸载过程的实测值与模拟值的比较图，图中：E1表示实测1，S1表示模拟1，其它类似。从图中可以看出：有限元模拟的应变与实测应变变化趋势基本一致，且总体上模拟值与实测值吻合较好，说明生死单元法模拟卸载过程准确有效。在某个阶段会有较大的差距，这是因为现场施工环境复杂，可能会使某些构件的应力产生扰动；也有可能是温度的影响，现场施工时温度低，且温差较大，从而对某些构件造成影响。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，主要包括有以下步骤：

S1.有限元模型分析并选取最佳合拢卸载方案：

a.利用Abaqus软件建立多层环状钢结构(2)和核心筒(1)的三维模型，建模主要参数采用Abaqus/Explicit瞬态动力模块计算，所述多层环状钢结构(2)和核心筒(1)均采用两节点线性BEAM单元，提升钢绞线(4)采用两节点线性三维TRUSS单元；

b.针对核心筒(1)模型底部设置自由度完全约束，使多层环状钢结构(2)合拢卸载过程中，多层环状钢结构(2)所受的荷载为其自重，选取核心筒(1)的 上提升环梁(5)及最上层连接牛腿(103)、下提升环梁(102a)、多层环状钢结构(2)中由转换桁架单元(201)拼装焊接成的转换桁架作为受力模拟计算对象，并分析其在不同卸载方案中的应力变化情况；

c.根据多层环状钢结构(2)设计模型在多种合拢卸载方案中的初始状态的应力云图和最后状态的应力云图，选取应力变化幅度最小所对应的合拢卸载方案为最佳合拢卸载方案；

S2.多层环状钢结构(2)拼装焊接：

a.在核心筒(1)的裙楼(101)屋顶面上环绕核心筒(1)搭建一个钢结构的拼装平台(102)，所述拼装平台(102)中靠近核心筒(1)的内环梁为下提升环梁(102a)，由核心筒(1)伸出牛腿作为下提升环梁(102a)支撑，并将多层环状钢结构(2)的所有零构件通过塔吊运送到裙楼(101)屋面上，等待下一步的拼装焊接；

b.在所述拼装平台(102)上进行不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、下弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元拼装焊接，在不同分区的上弦杆单元、下弦杆单元之间环安装有多个临时支撑立柱(3)，完成转换层的拼装作业；

c.在上述步骤S2. b中由所述环向钢梁单元拼装焊接成的环向钢梁(205)上均匀安装有多个钢立柱(206)，在所述上弦杆单元上安装有多个临时支撑立柱(3)，在其中一分区的钢立柱(206)和临时支撑立柱(3)上安装有由环向钢梁单元和主桁架单元组成的平台板层分块，逐步再进行不同分区上平台板层分块的拼装作业，由不同分区环向钢梁单元、主桁架单元分别拼装成环向钢梁(205)、主桁架板层(207)，完成单层主体层的拼装作业；

d.重复上述步骤S2. c，由下至上逐层进行主体层的拼装作业，完成多层环状钢结构(2)的地面拼装焊接；

所述步骤b至c中的上弦杆单元、下弦杆单元、主桁架单元均由多组十字交错的横梁焊接而成，且靠近核心筒(1)的横梁向内环形截断成合拢截断头；

S3.应变传感器布置：根据步骤S1中的应力分析，采用振弦式应变传感器对在合拢卸载过程中受力较大的构件进行应变监测，具体分别选取在核心筒(1)的最上层连接牛腿(103)、中间层的主桁架板层(207)、下提升环梁(102a)上的加固构件安装振弦式应变传感器，所述振弦式应变传感器外连接在远程监视系统，用于检测在合拢卸载过程中所检测构件的应力变化；

S4.整体吊运提升：采用安装在核心筒(1)顶部由悬挑上提升环梁(5)、液压提升油缸(6)、液压泵(7)组成的液压提升设施，由计算机控制液压系统通过多股钢绞线(4)连接液压提升设施对步骤S3中拼装焊接完成的多层环状钢结构(2)进行同步提升至核心筒(1)合拢焊接处的设计标高，其中上提升环梁(5)的上端均匀环绕安装有多部液压提升油缸(6)，所述液压提升油缸(6)上连接有钢绞线(4)的一端，所述钢绞线(4)的另一端穿过多层环状钢结构(2)连接在下提升环梁(102a)上，所述液压提升油缸(6)由所述液压泵(7) 提供动力，所述连接牛腿(103)由核心筒(1)向外延伸与所述合拢截断头对应布置，并在最上层连接牛腿(103)的下端安装有下斜支撑(104)；

S5.多层环状钢结构(2)与核心筒(1)的高空合拢卸载：

a.按照从下至上逐层进行连接牛腿(103)与合拢截断头之间的合拢焊接，完成多层环状钢结构(2)与核心筒(1)之间的合拢焊接作业；

b.经超声波对所有合拢焊接点进行探伤合格后，根据步骤S1中得出最佳合拢卸载方案从上至下逐层对称拆除主体层的临时支撑立柱(3)，并通过施工电梯将拆除的临时支撑立柱(3)运送至地面；

c.对液压系统进行分级卸载；

d.对称拆除转换层中的临时支撑立柱(3)；

e.对称拆除核心筒(1)的最上层连接牛腿(103)的下斜支撑(104)，完成多层环状钢结构(2)与核心筒(1)的高空合拢卸载；

f.下放下提升环梁(102a)回落至地面，依次拆除钢绞线(4)、液压提升油缸(6)、液压泵(7)、上提升环梁(5)，并通过施工电梯将拆除的钢绞线(4)、液压提升油缸(6)、液压泵(7)、上提升环梁(5)运送至地面；

S6.合拢卸载应变评价：根据步骤S1中有限元模拟得出最佳合拢卸载方案中的模拟值与步骤S3中布置的振弦式应变传感器在步骤S5中的实测值进行比对，通过比对模拟值和实测值之间的吻合程度，以此评价多层环状钢结构(2)在高空合拢卸载过程中是否满足设计施工标准。

2.根据权利要求1所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S2.b中转换层拼装是按照以下步骤进行拼装焊接：

(1)在所述拼装平台(102)上进行不同分区的下弦杆单元拼接焊接，拼装成下弦杆板层(203)；

(2)在步骤(1)中任一分区所述下弦杆单元上安装多个转换桁架单元，在多个转换桁架单元的上端外侧安装有环向钢梁单元，并在相邻的转换桁架单元之间对称安装有腹杆单元，然后在多个转换桁架单元和腹杆单元上共同安装有上弦杆单元，且位于环向钢梁单元的内侧，并在上弦杆单元和下弦杆单元之间安装有临时支撑立柱(3)，最后在多个所述转换桁架单元的顶部之间安装有环向钢梁，完成单个分区转换层的拼装；

(3)重复步骤(2)逐个分区作业，完成转换层中由不同分区的转换桁架单元、上弦杆单元、腹杆单元、环向钢梁单元分别拼装焊接转换 桁架单元 (201)、上弦杆板层(202)、腹杆支撑(204)、环向钢梁(205)的拼装作业。

3.根据权利要求1所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S2.b和S2.c中多个所述临时支撑立柱(3)环绕布置在所述核心筒(1)的四周。

4.根据权利要求1或2所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S1或S2中拼装焊接是采用从多层环状钢结构(2)的分区中心向四周对称扩散的焊接顺序，每个分区内组织双数焊工进行对称退步的焊接方式，在焊接过程中，采取平衡加热量，按照以上焊接方式和顺序对分块的钢结构完成拼装焊接。

5.根据权利要求1所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S5.a中合拢截断头与连接牛腿(103)合拢焊接时，最少采用两组焊工，按顺时针方向进行对称焊接，每一组焊工焊接一根截断横梁头的合拢截断头。

6.根据权利要求1所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S5.c中液压系统是按20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％进行分级卸载。

7.根据权利要求1或2所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述转换桁架单元、下弦杆单元、腹杆单元、上弦杆单元、环向钢梁单元、主桁架单元均在裙楼(101)屋顶地面上由相对应的零构件进行小拼焊接而成。

8.根据权利要求1所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述步骤S1.b和S1.c中的合拢卸载方案是指多层环状钢结构(2)和核心筒(1)完成高空合拢焊接后对拆除临时加固构件和液压系统分级卸载的顺序。

9.根据权利要求8所述一种高空多层环状钢结构/建构筑物合拢卸载的方法，其特征在于，所述临时加固构件包括有转换层中的临时支撑立柱(3)、主体层的临时支撑立柱(3)、核心筒(1)的最上层连接牛腿(103)的下斜支撑(104)。

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