CN114134991A - 一种带转换结构的高层建筑建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开一种带转换结构的高层建筑建造方法，转换层上完成主楼结构的第一阶段外框结构施工后才卸载并拆除临时支撑，减少了主楼结构的竖向变形。在主楼结构的第一阶段外框结构施工完成后即进行第一道拉索层的拉索挂索以及张拉工作，在主楼结构的第二阶段外框结构施工完成后即进行第二道拉索层的拉索挂索以及张拉工作，避免了因外框结构桁架板铺设完成后再去挂索而无施工空间的问题。在裙房结构的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊施工，主楼结构和悬挑连廊施工完成并卸载后封闭后浇带，也就是说悬挑连廊的施工提前，相比于现有技术中在后浇带封闭之后才进行悬挑连廊的施工，能够有效缩短施工周期。

Description

一种带转换结构的高层建筑建造方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种带转换结构的高层建筑建造方法。

背景技术

随着建筑业的发展，各种异形转换结构在超高层建筑结构中的应用越来越多，此类建筑结构的节点布置较为复杂，通常是在地上的巨柱上搭建转换结构，转换结构上搭建外框结构，外框结构的荷载通过转换结构传递给巨柱，并通过巨柱传递至地面。转换结构的构件布置复杂、构件尺寸大小不一，给施工现场的吊装带来极大不便。现有超高层建筑结构基本采用塔吊作为主要的起重机械，但对于带有复杂异形转换结构的超高层建筑，使用大型起重塔吊安装异形转换结构，则显得过于浪费，造成机械性能过剩。

此外，现有高层建筑的转换结构下方的支撑通常采用刚性支撑或者油泵千斤顶支撑，但对于施工周期长且支撑点位于后浇带正上方的工况往往不适用。由于较长的施工周期中，后浇带内外两侧的沉降不一致，导致整个支撑体系的各个支撑点反力不一致，且无法预估。同时转换结构下方的支撑通常在转换结构施工完成之后就拆除，导致转换结构的上部结构开始施工后容易出现过多的竖向变形，影响整体施工质量。另一方面，在常规的超高层建筑体系中主楼及裙房之间都设有后浇带，跨主楼及裙房之间的连桥或者连廊结构大都是在后浇带封闭之后进行施工，导致整体施工周期较长。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种带转换结构的高层建筑建造方法，能够有效解决施工过程中机械能过胜、上部结构因沉降不一致导致的竖向变形问题，同时能够缩短整体施工周期。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带转换结构的高层建筑建造方法，包括转换层施工、主楼结构施工以及悬挑连廊施工和裙房结构施工；

转换层施工包括以下步骤：

根据施工现场情况确定转换层的结构分段，建立整栋楼的施工模型，确定整体施工流程；

安装转换层巨柱，搭建临时支撑，并在临时支撑上吊装转换层的分段结构，以形成转换层；

主楼结构施工包括以下步骤：

在转换层上进行主楼结构的第一阶段外框结构施工；

第一阶段外框结构施工完成后，对临时支撑进行同步卸载并拆除临时支撑；

在第一阶段外框结构上进行主楼结构的第二阶段外框结构施工，并在第二阶段外框结构的顶部进行第一道拉索层的拉索挂索以及张拉工作；

在第二阶段外框结构上进行主楼结构的第三阶段外框结构施工，并在第三阶段外框结构的顶部进行第二道拉索层的拉索挂索以及张拉工作；

在第三阶段外框结构上进行主楼结构的第四阶段外框结构施工；

悬挑连廊施工包括以下步骤：

在裙房结构的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊施工；

主楼结构和悬挑连廊施工完成并卸载后，封闭主楼结构与裙房结构之间的后浇带。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，搭建临时支撑时，在临时支撑的顶部安装升降驱动装置和刚性支撑，转换层的分段结构置于刚性支撑上，升降驱动装置能够调整临时支撑的支撑反力。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，转换层巨柱包括地下室部分的第一巨柱和地上部分的第二巨柱，地下室部分的第一巨柱采用第一汽车吊在栈桥上吊装，地上部分的第二巨柱及转换层的分段结构采用第二汽车吊在地下室顶板上吊装，第一汽车吊的吨位小于第二汽车吊的吨位。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，栈桥的板下方设置支撑柱，支撑柱与第一汽车吊的支腿位置相对，用于支撑第一汽车吊。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，地下室顶板的混凝土梁上设置有加强筋，地下室顶板的混凝土梁下方设置人字撑，用于加固地下室顶板。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，地上部分的第二巨柱通过第二汽车吊沿转换层的周向分多个停机位置进行吊装，每个第一巨柱和每个第二巨柱吊装完成后，均在其内灌浇混凝土。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，转换层的分段结构包括伞状梁和钢梁，通过第二汽车吊吊装伞状梁和钢梁时，临时支撑的反力由刚性支撑提供，升降驱动装置能够抵消主楼结构施工过程中的沉降差异所带来的反力波动。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，第一道拉索层和第二道拉索层的拉索张拉均采用同步分级张拉的施工工艺。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，采用有限元建立整栋楼的施工模型，运用计算机软件模拟主楼结构沉降变形的多种工况，确定主楼结构沉降对悬挑连廊结构的影响。

作为本发明的带转换结构的高层建筑建造方法的优选方案，悬挑连廊的支撑体系包括门架支撑，悬挑连廊为桁架结构，桁架结构包括上弦杆、下弦杆和腹杆，门架支撑用于支撑上弦杆和下弦杆。

本发明的有益效果为：

本发明提供的带转换结构的高层建筑建造方法，先在地下室楼板上搭建临时支撑，再进行转换层施工，转换层上完成主楼结构的第一阶段外框结构施工后才卸载并拆除临时支撑，从而减少了主楼结构的竖向变形。在主楼结构的第一阶段外框结构施工完成后即进行第一道拉索层的拉索挂索以及张拉工作，在主楼结构的第二阶段外框结构施工完成后即进行第二道拉索层的拉索挂索以及张拉工作，避免了因外框结构桁架板铺设完成后再去挂索而无施工空间的问题。在裙房结构的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊施工，主楼结构和悬挑连廊施工完成并卸载后，封闭主楼结构与裙房结构之间的后浇带，也就是说悬挑连廊的施工提前，相比于现有技术中在后浇带封闭之后才进行悬挑连廊的施工，能够有效缩短施工周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的第一巨柱的吊装工作示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的第二巨柱的吊装工作示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的转换层分段结构的吊装立面示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的转换层分段结构的吊装平面示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的地下室顶板的混凝土梁支撑示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的临时支撑及刚性支撑对转换层的支撑示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的主楼结构第一阶段外框结构的施工示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的主楼结构第一道拉索层的施工示意图；

图9是本发明具体实施方式提供的主楼结构的第二阶段外框结构和第三阶段外框结构的施工示意图；

图10是本发明具体实施方式提供的主楼结构、悬挑连廊、裙房结构及后浇带的平面关系示意图；

图11是本发明具体实施方式提供的悬挑连廊的支撑体系结构示意图。

图中：

1-临时支撑；2-第一巨柱；3-第二巨柱；4-第一道拉索层；5-第二道拉索层；

6-第一汽车吊；7-第二汽车吊；8-塔吊；9-门架支撑；

11-升降驱动装置；12-刚性支撑；

10-转换层；20-主楼结构；30-悬挑连廊；40-裙房结构；50-后浇带；60-栈

桥；70-地下室顶板；

101-伞状梁；102-钢梁；

201-第一阶段外框结构；202-第二阶段外框结构；203-第三阶段外框结构；

204-第四阶段外框结构；

301-上弦杆；302-下弦杆；303-腹杆；

601-支撑柱；

701-人字撑。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图10所示，本实施例提供一种带转换结构的高层建筑建造方法，包括转换层10施工、主楼结构20施工以及悬挑连廊30施工和裙房结构40施工。

其中，转换层10施工包括以下步骤：

(1)根据施工现场情况确定转换层10的结构分段，建立整栋楼的施工模型，确定整体施工流程；

(2)安装转换层巨柱，搭建临时支撑1，并在临时支撑1上吊装转换层10的分段结构，以形成转换层10。

本实施例中，采用有限元建立整栋楼的施工模型，运用计算机软件模拟主楼结构20沉降变形的多种工况，确定主楼结构20沉降对悬挑连廊30结构的影响。通过建模分析能够确保施工过程安全可控，保证施工质量和精度能够达到设计要求，同时能够节约施工成本。

参阅图1和图2，转换层巨柱包括地下室部分的第一巨柱2和地上部分的第二巨柱3，地下室部分的第一巨柱2采用第一汽车吊6在栈桥60上吊装，地上部分的第二巨柱3及转换层10的分段结构采用第二汽车吊7在地下室顶板70上吊装。其中，第一汽车吊6的吨位小于第二汽车吊7的吨位，以合理利用施工现场的吊装机械，避免机械能过剩，节约施工成本。

示例性地，采用300t的第一汽车吊6上栈桥60吊装第一巨柱2，吊装前需要在栈桥60的板下方设置支撑柱601，支撑柱601与第一汽车吊6的支腿位置相对，用于支撑第一汽车吊6，保证第一汽车吊6的停置稳定性。地上部分的第二巨柱3采用500t的第二汽车吊7在地下室顶板70上吊装。本实施例中，地下室顶板70的混凝土梁上设置有加强筋，以加固混凝土梁，增加地下室顶板70的整体强度。进一步地，参阅图5，地下室顶板70的混凝土梁下方设置人字撑701，用于加固地下室顶板70，使地下室顶板70有足够的强度承载第二汽车吊7，防止地下室顶板70塌陷变形。

可选地，地上部分的第二巨柱3通过第二汽车吊7沿转换层10的周向分多个停机位置进行吊装，本实施例中，第二汽车吊7如图4中四个停机位置进行第二巨柱3的吊装。每个第一巨柱2和每个第二巨柱3吊装完成后，均在其内灌浇混凝土。

参阅图3和图6，本实施例中，临时支撑1呈塔身形式，分布于转换层巨柱的外侧，临时支撑1用于支撑转换层10。搭建临时支撑1时，在临时支撑1的顶部安装升降驱动装置11和刚性支撑12，转换层10的分段结构置于刚性支撑12上，升降驱动装置11能够调整临时支撑1的支撑反力。由于主楼结构20在施工期间会产生沉降差异，通过在临时支撑1顶部安装升降驱动装置11，能够保证临时支撑1的反力为恒定值，避免因主楼结构20沉降导致临时支撑1的反力加大。同时，通过升降驱动装置11可以实时监测并调整临时支撑1的支撑反力，保证支撑反力始终处于可控可调的状态，确保支撑体系及下部混凝土梁结构的安全性。

参阅图3和图4，可选地，转换层10的分段结构包括伞状梁101和钢梁102，通过第二汽车吊7吊装伞状梁101和钢梁102时，临时支撑1的反力由刚性支撑12提供。当转换层10的分段结构吊装完成并焊接在一起后，启动升降驱动装置11开始顶升，将转换层10的荷载由刚性支撑12转移至升降驱动装置11上。升降驱动装置11能够抵消主楼结构20施工过程中的沉降差异所带来的反力波动。本实施例中，升降驱动装置11优选恒力千斤顶，升降稳定，驱动方便。

可选地，升降驱动装置11连接有自动控制系统，通过自动控制系统控制升降驱动装置11，在较长的施工周期中，能够保证临时支撑1的轴力始终处于可控可调的状态，从而有效避免因后浇带50内外两侧沉降不一致而导致的整个支撑体系各个支撑点的反力波动。

参阅图7至图9，主楼结构20施工包括以下步骤：

(1)在转换层10上进行主楼结构20的第一阶段外框结构201施工；

(2)第一阶段外框结构201施工完成后，对临时支撑1进行同步卸载并拆除临时支撑1；

(3)在第一阶段外框结构201上进行主楼结构20的第二阶段外框结构202施工，并在第二阶段外框结构202的顶部进行第一道拉索层4的拉索挂索以及张拉工作；

(4)在第二阶段外框结构202上进行主楼结构20的第三阶段外框结构203施工，并在第三阶段外框结构203的顶部进行第二道拉索层5的拉索挂索以及张拉工作；

(5)在第三阶段外框结构203上进行主楼结构20的第四阶段外框结构204施工。

以某一施工项目的超高层建筑为例，第一阶段外框结构201为转换层10以上七层外框结构，第二阶段外框结构202为七至十八层外框结构，第三阶段外框结构203为十九至二十九层外框结构，第四阶段外框结构204为二十九层以上外框结构。

参阅图7，第一阶段外框结构201施工时，采用南北两侧的塔吊8完成转换层10以上七层外框结构的施工。第一阶段外框结构201施工完成后，驱动恒力千斤顶缩缸，对转换层10底部的临时支撑1进行同步卸载，卸载完成后拆除转换层10底部的临时支撑1。然后，继续采用南北两侧的塔吊8进行七层以上外框结构的吊装施工。

参阅图8，当外框结构施工至十七层时，进行第一道拉索层4的拉索挂索工作，挂索完成后进行第十八层外框结构的施工。待第十七层、十八层外框结构的混凝土强度达到100％时，对该楼层内的多根拉索进行张拉。本实施例中，第一道拉索层4有24根拉索，张拉时采用同步分级张拉的施工工艺，保证多个拉索与主楼结构20的核心筒之间、以及多个拉索与外框结构的连接节点之间受力更加均匀。在外框结构施工过程中即完成拉索的挂索工作，解决了后期挂索而无施工空间的问题。

参阅图9，当外框结构施工至二十八层时，进行第二道拉索层5的拉索挂索工作，挂索完成后进行第二十九层外框结构的施工。待第二十八层、二十九层外框结构的混凝土强度达到100％时，对该楼层内的多根拉索进行张拉。本实施例中，第二道拉索层5也使用24根索，张拉时采用同步分级张拉的施工工艺，保证多个拉索与主楼结构20的核心筒之间、以及多个拉索与外框结构的连接节点之间受力更加均匀。

当第三阶段外框结构203及第二道拉索层5施工完成后，进行第四阶段外框结构204的施工，即完成剩余外框结构的施工并封顶。

参阅图10和图11，悬挑连廊30施工包括以下步骤：

(1)在裙房结构40的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊30施工；

(2)主楼结构20和悬挑连廊30施工完成并卸载后，封闭主楼结构20与裙房结构40之间的后浇带50。

参阅图11，本实施例中，悬挑连廊30为桁架结构，桁架结构包括上弦杆301、下弦杆302和腹杆303，悬挑连廊30的支撑体系包括门架支撑9，门架支撑9用于支撑上弦杆301和下弦杆302，门架支撑9能够保证施工期间腹杆303不受压力。待悬挑连廊30的桁架结构连接完成后，卸载支撑体系时，先同步卸载下弦杆302，再同步卸载上弦杆301，能够避免悬挑连廊30施工过程中产生的不均匀沉降问题。

本实施例中，悬挑连廊30采用分段吊装施工，共分为五个节间进行吊装，首先完成中间节间部分的桁架结构吊装，随后一次完成相邻节点间的桁架结构吊装以及连接。

参阅图10，当主楼结构20及悬挑连廊30的支撑体系卸载完成后，进行主楼结构20及裙房结构40之间的后浇带50封闭。由于悬挑连廊30施工提前，后浇带50的封闭不会影响悬挑连廊30的施工，两者施工互不影响，从而缩短了整体施工周期。

本实施例提供的带转换结构的高层建筑建造方法，先在地下室楼板上搭建临时支撑1，再进行转换层10施工，转换层10上完成主楼结构20的第一阶段外框结构201施工后才卸载并拆除临时支撑1，从而减少了主楼结构20的竖向变形。在主楼结构20的第一阶段外框结构201施工完成后即进行第一道拉索层4的拉索挂索以及张拉工作，在主楼结构20的第二阶段外框结构202施工完成后即进行第二道拉索层5的拉索挂索以及张拉工作，避免了因外框结构桁架板铺设完成后再去挂索而无施工空间的问题。在裙房结构40的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊30施工，主楼结构20和悬挑连廊30施工完成并卸载后，封闭主楼结构20与裙房结构40之间的后浇带50，也就是说悬挑连廊30的施工提前，相比于现有技术中在后浇带50封闭之后才进行悬挑连廊30的施工，能够有效缩短施工周期。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，包括转换层(10)施工、主楼结构(20)施工以及悬挑连廊(30)施工和裙房结构(40)施工；

转换层(10)施工包括以下步骤：

根据施工现场情况确定转换层(10)的结构分段，建立整栋楼的施工模型，确定整体施工流程；

安装转换层巨柱，搭建临时支撑(1)，并在临时支撑(1)上吊装转换层(10)的分段结构，以形成转换层(10)；

主楼结构(20)施工包括以下步骤：

在转换层(10)上进行主楼结构(20)的第一阶段外框结构(201)施工；

第一阶段外框结构(201)施工完成后，对临时支撑(1)进行同步卸载并拆除临时支撑(1)；

在第一阶段外框结构(201)上进行主楼结构(20)的第二阶段外框结构(202)施工，并在第二阶段外框结构(202)的顶部进行第一道拉索层(4)的拉索挂索以及张拉工作；

在第二阶段外框结构(202)上进行主楼结构(20)的第三阶段外框结构(203)施工，并在第三阶段外框结构(203)的顶部进行第二道拉索层(5)的拉索挂索以及张拉工作；

在第三阶段外框结构(203)上进行主楼结构(20)的第四阶段外框结构(204)施工；

悬挑连廊(30)施工包括以下步骤：

在裙房结构(40)的外框钢结构施工中同步进行悬挑连廊(30)施工；

主楼结构(20)和悬挑连廊(30)施工完成并卸载后，封闭主楼结构(20)与裙房结构(40)之间的后浇带(50)。

2.根据权利要求1所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，搭建临时支撑(1)时，在临时支撑(1)的顶部安装升降驱动装置(11)和刚性支撑(12)，转换层(10)的分段结构置于刚性支撑(12)上，升降驱动装置(11)能够调整临时支撑(1)的支撑反力。

3.根据权利要求2所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，转换层巨柱包括地下室部分的第一巨柱(2)和地上部分的第二巨柱(3)，地下室部分的第一巨柱(2)采用第一汽车吊(6)在栈桥(60)上吊装，地上部分的第二巨柱(3)及转换层(10)的分段结构采用第二汽车吊(7)在地下室顶板(70)上吊装，第一汽车吊(6)的吨位小于第二汽车吊(7)的吨位。

4.根据权利要求3所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，栈桥(60)的板下方设置支撑柱(601)，支撑柱(601)与第一汽车吊(6)的支腿位置相对，用于支撑第一汽车吊(6)。

5.根据权利要求3所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，地下室顶板(70)的混凝土梁上设置有加强筋，地下室顶板(70)的混凝土梁下方设置人字撑(701)，用于加固地下室顶板(70)。

6.根据权利要求3所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，地上部分的第二巨柱(3)通过第二汽车吊(7)沿转换层(10)的周向分多个停机位置进行吊装，每个第一巨柱(2)和每个第二巨柱(3)吊装完成后，均在其内灌浇混凝土。

7.根据权利要求3所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，转换层(10)的分段结构包括伞状梁(101)和钢梁(102)，通过第二汽车吊(7)吊装伞状梁(101)和钢梁(102)时，临时支撑(1)的反力由刚性支撑(12)提供，升降驱动装置(11)能够抵消主楼结构(20)施工过程中的沉降差异带来的反力波动。

8.根据权利要求1所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，第一道拉索层(4)和第二道拉索层(5)的拉索张拉均采用同步分级张拉的施工工艺。

9.根据权利要求1所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，采用有限元建立整栋楼的施工模型，运用计算机软件模拟主楼结构(20)沉降变形的多种工况，确定主楼结构(20)沉降对悬挑连廊(30)结构的影响。

10.根据权利要求1所述的带转换结构的高层建筑建造方法，其特征在于，悬挑连廊(30)的支撑体系包括门架支撑(9)，悬挑连廊(30)为桁架结构，桁架结构包括上弦杆(301)、下弦杆(302)和腹杆(303)，门架支撑(9)用于支撑上弦杆(301)和下弦杆(302)。

Images