CN116971612A - 悬挂钢结构楼层标高主动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑工程施工技术领域，公开了一种悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，包括如下步骤：施工核心筒结构，并在核心筒结构的顶部对称施工悬挑桁架层；采用顺作法或逆作法施工悬挂钢结构，提拉悬挂钢结构，使悬挂钢结构的各悬挂楼层发生竖向变形，各悬挂楼层的标高被调整至设计标准值允许范围内。上述施工方法在施工过程中能够按照实际施工情况来对悬挂楼层的标高进行主动控制，灵活性高，能够更加精确地满足设计要求。

Description

悬挂钢结构楼层标高主动控制方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，尤其涉及一种悬挂钢结构楼层标高主动控制方法。

背景技术

在常规的悬挂钢结构施工中，随着悬挂楼层结构的累积安装，载荷逐渐增大，每个悬挂楼层均会出现不同程度的下挠。较为常用的楼层标高控制方法有两种。第一种，以施工模拟计算为基础，确定每个悬挂楼层在结构完工时的最终标高，以预起拱的方式弥补安装过程中将会出现的楼层下挠；第二种仍是以施工模拟计算为基础，在结构中设置反拱张弦结构，为悬挂楼层提供预变形。

上述两种常规方法能在一定程度上弥补悬挂楼层的下挠情况，但存在明显的缺陷。首先，对于施工模拟计算结果的正确性有很强的依赖性。其次，所用的控制手段皆为被动手段，如果施工过程中需要增加或者减少悬挂楼层挠度，则无法实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，能够以实际施工情况作为控制标准，实施悬挂楼层主动标高控制与调整。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，包括如下步骤：

施工核心筒结构，并在所述核心筒结构的顶部对称施工悬挑桁架层；

采用顺作法或逆作法施工悬挂钢结构，提拉所述悬挂钢结构，使所述悬挂钢结构的各悬挂楼层发生竖向变形，各所述悬挂楼层的标高被调整至设计标准值允许范围内。

作为优选，所述悬挂钢结构的各所述悬挂楼层发生竖向变形通过提拉设备实现。

作为优选，所述提拉设备包括千斤顶、柔性连接线和控制系统，所述柔性连接线一端与所述千斤顶连接，所述柔性连接线另一端能够与所述悬挂钢结构的第n层悬挂楼层连接，n为所述悬挂楼层总数，所述控制系统与所述千斤顶通信连接。

作为优选，所述逆作法施工所述悬挂钢结构，步骤为：

施工底部临时支撑；

在所述底部临时支撑上逐层向上施工所述悬挂钢结构至n层所述悬挂楼层，n为所述悬挂楼层总数，相邻所述悬挂楼层之间采用结构吊柱连接；

在所述悬挑桁架层上安装所述提拉设备，所述提拉设备与第n层的所述悬挂楼层连接；

进行提拉施工，将所述各悬挂楼层标高调整至设计标准值的范围内；

在第n层所述悬挂楼层与所述悬挑桁架层之间安装所述结构吊柱；

拆除所述底部临时支撑；

拆除所述提拉设备。

作为优选，在拆除所述提拉设备前，卸载所述提拉设备。

作为优选，提拉所述悬挂钢结构时，卸载所述底部临时支撑。

作为优选，所述底部临时支撑上安装有应力传感器，所述应力传感器与所述提拉设备通信连接。

作为优选，先施工所述悬挑桁架层，再施工所述悬挂钢结构。

作为优选，所述逆作法施工所述悬挂钢结构，步骤为：

安装顶部临时支撑，所述顶部临时支撑上设置有应力传感器，所述应力传感器与所述提拉设备通信连接；

自上而下施工所述悬挂钢结构的各所述悬挂楼层，直至施工至第1层；

在所述悬挑桁架层上安装所述提拉设备，连接所述提拉设备与第n层所述悬挂楼层；

进行提拉施工并拆除所述顶部临时支撑和所述应力传感器，使各所述悬挂楼层标高调整至设计标准值范围内；

完成第n层所述悬挂楼层与所述悬挑桁架层之间的结构吊柱的安装。

作为优选，所述顶部临时支撑包括第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱上均开设有供连接销轴穿过的销孔，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱中至少一个上的所述销孔的半径大于所述连接销轴的半径，所述连接销轴插入所述销孔内。作为优选，

本发明的有益效果：本发明中的悬挂钢结构标高主动控制方法在施工过程中能够按照实际施工情况来对悬挂楼层的标高进行主动控制，灵活性高，由此，能够更加精确地满足设计要求。

附图说明

图1是本发明实施例中顺作法或逆作法悬挑桁架层的施工示意图；

图2是本发明实施例一中施工第1层悬挂楼层的示意图；

图3是本发明实施例一种施工至第n层悬挂楼层的示意图；

图4是本发明实施例一中提拉设备提拉施工示意图；

图5是本发明实施例一中在悬挑桁架层和第n层悬挂楼层之间安装结构吊柱的施工示意图；

图6是本发明实施例一中拆除底部临时支撑的施工示意图；

图7是本发明实施例一中拆除提拉设备的施工示意图；

图8是本发明实施例二中施工第n层悬挂楼层的施工示意图；

图9是本发明实施例二中施工至第1层悬挂楼层的施工示意图；

图10是本发明实施例二中提拉设备提拉施工示意图；

图11是本发明实施例二中在悬挑桁架层和第n层悬挂楼层之间安装结构吊柱的施工示意图；

图12是本发明实施例二中拆除提拉设备的施工示意图；

图13是本发明实施例二中顶部临时支撑的结构示意图。

图中：1、核心筒；2、悬挑桁架层；3、悬挂楼层；4、结构吊柱；5、底部临时支撑；6、顶部临时支撑；61、第一支撑柱；62、第二支撑柱；63、连接销轴；7、提拉设备；71、千斤顶；72、柔性连接线；8、应力传感器；9、数据采集仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提出一种悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，包括如下步骤：

S1、施工核心筒1结构，并在核心筒1的顶部两侧对称施工悬挑桁架层2；

S2、采用顺作法或逆作法施工悬挂钢结构，提拉悬挂钢结构，使悬挂钢结构的各悬挂楼层3发生竖向变形，各悬挂楼层3标高被调整至设计标准值允许范围内。

上述悬挂钢结构标高主动控制方法，可以对产生下挠的悬挂楼层3进行提拉，能够按照实际施工情况确定提拉高度，实现了对悬挂楼层3标高的主动控制，相对于采用预起拱或预张拉的方式，不受前期模拟分析结果偏差的影响，可以更精准地匹配设计要求。

悬挂钢结构通过安装在悬挑桁架层2上的提拉设备7提拉，提拉设备7包括千斤顶71、柔性连接线72以及控制系统，千斤顶71设置在悬挑桁架层2上，柔性连接线72一端与千斤顶71连接，另一端则能够与悬挂钢结构的第n层悬挂楼层3连接，控制系统通过网络与千斤顶71通信连接，用于控制千斤顶71的升降高度，控制系统具体可以采用PLC、单片机、上位机等，柔性连接线72可以采用钢绞线、钢丝绳等。

下面分别以顺作法和逆作法为例对本发明的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法进行详细说明。

实施例一：悬挂钢结构的顺作施工方法

如图1所示，首先在结构基础上施工核心筒1结构，然后采用悬挂钢结构的顺作施工方法，如图2-图7所示，包括如下步骤：

S21、在结构基础上施工底部临时支撑5。

S22、在底部临时支撑5上逐层向上施工由悬挂楼层3构成的悬挂钢结构至第n层，n为悬挂楼层3总数，相邻悬挂楼层3之间采用结构吊柱4连接，需要强调的是，此时n层楼层不与悬挑桁架层2连接。施工过程中，各楼层都会因为结构自重而产生下挠，而下层钢结构也会因为上层钢结构的重量而产生累计变形，因此，施工至本步骤时，各楼层的标高不满足设计标准。

可以理解的是，在其他实施例中，悬挑桁架层2与悬挂钢结构之间还可以同步施工，或者先施工悬挂钢结构，再施工悬挑桁架层2。本实施例中先施工悬挑桁架层2是为了避免悬挂钢结构对吊装悬挑桁架层2所用桁架时产生干涉，

S23、在悬挑桁架层2上多个安装提拉设备7，并将多个提拉设备7中的柔性连接线72均与第n层的悬挂楼层3连接。

S24、进行提拉施工，将各悬挂楼层3的标高调整至设计标准值的范围内。具体实施时，利用千斤顶71将与悬挂钢结构连接的柔性连接线72向上提起一定距离，使各悬挂楼层3的标高进入设计允许的范围内。各悬挂楼层3的标高利用高度测量装置例如水准仪、全站仪等进行测量。

S25、在第n层悬挂楼层3与悬挑桁架层2之间安装结构吊柱4。

可以理解的是，用于该处的结构吊柱4在预制时其长度必然要大于第n层楼层与悬挑桁架层2之间的距离，因此在安装该结构吊柱4前，需要将该结构吊柱4的长度进行修正。

S26、拆除底部临时支撑5。

S27、千斤顶71带动柔性连接线72向下运动，实现载荷从柔性连接线72上转换至第n层悬挂楼层3与悬挑桁架层2之间的结构吊柱4上，完成后，拆除提拉设备7。柔性连接线72的卸载工作使载荷从柔性连接线72上逐渐转换至第n层楼层与悬挑桁架层2之间的结构吊柱4上，也就是转换到悬挑桁架层2上，避免了载荷突变引起的结构受损，能够更均匀、平稳、同步地实现结构卸载。

本实施例中，步骤S25中提拉悬挂钢结构时，在满足各悬挂楼层3的标高调整至设计标准值范围内时，还可以同时完成底部临时支撑5的卸载工作。

为了实现上述目的，在搭设底部临时支撑5时，底部临时支撑5上安装有应力传感器8，应力传感器8连接有数据采集仪9，数据采集仪9又与提拉设备7的控制系统连接，控制系统能够控制提拉设备7的提拉高度，在数据采集仪9获得的底部临时支撑5上的应力数据接近零或等于零时，底部临时支撑5同步完成了卸载工作。

应力传感器8以及数据采集仪9在步骤S26中随底部临时支撑5一同拆除，以实现重复使用。

示例性地，应力传感器8使用振弦式应力计。

实施例二：悬挂钢结构的逆作施工方法

如图1所示，先施工核心筒1结构，然后采用悬挂钢结构的逆作施工方法，如图8-图13所示，包括以下步骤：

S21、在悬挑桁架层2下表面安装顶部临时支撑6，顶部临时支撑6上设置有应力传感器8，应力传感器8连接有数据采集仪9，数据采集仪9又与提拉设备7的控制系统连接。

S21、在顶部临时支撑6下表施工第n层悬挂楼层3，随后由第n层自上而下施工悬挂钢结构的各悬挂楼层3，直至施工至第1层。

S23、在悬挑桁架层2上安装提拉设备7，柔性连接线72一端与千斤顶71连接，另一端则与第n层悬挂楼层3连接。

S24、进行提拉施工，使悬挂钢结构的载荷由顶部临时支撑6转为由提拉设备7承载。载荷完全转换的标准通过数据采集仪9获取，当数据采集仪9采集的应力数据基本为零时，说明悬挂钢结构的载荷由顶部临时支撑6转为由提拉设备7承载。

S25、拆除顶部临时支撑6、应力传感器8和数据采集仪9。

S26、继续提拉施工，将各悬挂楼层3标高调整至设计标准值范围内。具体实施时，利用千斤顶71将与悬挂钢结构连接的柔性连接线72向上提起一定距离，使各悬挂楼层3标高进入设计允许的范围内。各悬挂楼层3的标高利用高度测量装置例如水准仪、全站仪等进行测量。

S27、根据修正后的第n层悬挂楼层3与悬挑桁架层2之间的间距对结构吊柱4进行长度修正，并完成第n层悬挂楼层3与悬挑桁架层2之间的结构吊柱4的安装。

S28、千斤顶71带动柔性连接线72向下运动，实现载荷从柔性连接线72上转换至第n层悬挂楼层3与悬挑桁架层2之间的结构吊柱4上，完成后，拆除提拉设备7。柔性连接线72的卸载工作使载荷逐渐从柔性连接线72上转换至悬挑桁架层2，避免了载荷突变引起的结构受损。

可以理解的是，该实施例中，要实现提拉作业，悬挂钢结构与悬挑桁架层2之间不能完全固接，也就是说顶部临时支撑6要为悬挂钢结构提供一定的可活动空间。

参考图2所示，顶部临时支撑6包括第一支撑柱61和第二支撑柱62，第一支撑柱61和第二支撑柱62上均开设有供连接销轴63穿过的销孔，第一支撑柱61和第二支撑柱62中至少一个上的销孔的半径大于连接销轴63的半径，连接销轴63插入销孔内并能够在销孔内移动一定的距离。示例性地，第一支撑柱61和第二支撑柱62上的销孔大小相同，均大于连接销轴63的半径，连接销轴63与销孔之间最大能保持3-5mm的间隙，也就是说，销轴相对于销孔能够移动3-5mm。第一支撑柱61和第二支撑柱62相互远离的一端分别连接悬挑桁架层2和第n层悬挂楼层3，提拉设备7提拉后，第一支撑柱61与第二支撑柱62之间产生相对位移，销轴上的载荷转移到柔性连接线72受力。

可以理解的是，连接销轴63的结构强度要满足第n层及以下的悬挂楼层3的施工需求，也就是说连接销轴63所能承受的载荷要大于第n层及以下悬挂楼层3以及结构吊柱4的自重。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

施工核心筒(1)结构，并在所述核心筒(1)结构的顶部施工悬挑桁架层(2)；

采用顺作法或逆作法施工悬挂钢结构，提拉所述悬挂钢结构，使所述悬挂钢结构的各悬挂楼层(3)发生竖向变形，各所述悬挂楼层(3)的标高被调整至设计标准值允许范围内。

2.根据权利要求1所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述悬挂钢结构的各所述悬挂楼层(3)发生竖向变形通过提拉设备(7)实现。

3.根据权利要求2所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述提拉设备(7)包括千斤顶(71)、柔性连接线(72)和控制系统，所述千斤顶(71)设置于所述悬挑桁架层(2)上，所述柔性连接线(72)一端与所述千斤顶(71)连接，所述柔性连接线(72)另一端能够与所述悬挂钢结构的第n层悬挂楼层(3)连接，n为所述悬挂楼层(3)总数，所述控制系统与所述千斤顶(71)通信连接。

4.根据权利要求2所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述逆作法施工所述悬挂钢结构，步骤为：

施工底部临时支撑(5)；

在所述底部临时支撑(5)上逐层向上施工由所述悬挂楼层(3)构成的所述悬挂钢结构至第n层，n为所述悬挂楼层(3)总数，相邻所述悬挂楼层(3)之间采用结构吊柱(4)连接；

在所述悬挑桁架层(2)上安装所述提拉设备(7)，所述提拉设备(7)的输出端与第n层的所述悬挂楼层(3)连接；

进行提拉施工，将所述各悬挂楼层(3)标高调整至设计标准值的范围内；

在第n层所述悬挂楼层(3)与所述悬挑桁架层(2)之间安装所述结构吊柱(4)；

拆除所述底部临时支撑(5)；

拆除所述提拉设备(7)。

5.根据权利要求4所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，在拆除所述提拉设备(7)前，卸载所述提拉设备(7)。

6.根据权利要求4所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，提拉所述悬挂钢结构时，卸载所述底部临时支撑(5)。

7.根据权利要求6所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述底部临时支撑(5)上安装有应力传感器(8)，所述应力传感器(8)与所述提拉设备(7)通信连接。

8.根据权利要求4所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，先施工所述悬挑桁架层(2)，再施工所述悬挂钢结构。

9.根据权利要求2所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述逆作法施工所述悬挂钢结构，步骤为：

安装顶部临时支撑(6)，所述顶部临时支撑(6)上设置有应力传感器(8)，所述应力传感器(8)与所述提拉设备(7)通信连接；

自上而下施工所述悬挂钢结构的各所述悬挂楼层(3)，直至施工至第1层；

在所述悬挑桁架层(2)上安装所述提拉设备(7)，连接所述提拉设备(7)与第n层所述悬挂楼层(3)；

进行提拉施工并拆除所述顶部临时支撑(6)和所述应力传感器(8)，使各所述悬挂楼层(3)标高调整至设计标准值范围内；

完成第n层所述悬挂楼层(3)与所述悬挑桁架层(2)之间的结构吊柱(4)的安装。

10.根据权利要求9所述的悬挂钢结构楼层标高主动控制方法，其特征在于，所述顶部临时支撑(6)包括第一支撑柱(61)和第二支撑柱(62)，所述第一支撑柱(61)和所述第二支撑柱(62)上均开设有供连接销轴(63)穿过的销孔，所述第一支撑柱(61)和所述第二支撑柱(62)中至少一个上的所述销孔的半径大于所述连接销轴(63)的半径，所述连接销轴(63)插入所述销孔内。