型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)施工技术.pdf
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1、第 4 4卷第 1 期 2 0 1 3年 1 月 V0 1 4 4 No 1 J a n2 0 1 3 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 41 型钢混凝土组合结构空间分叉柱( 撑 ) 施工技术 原 波 ,洪 彪 ,胡 旭 ,马 超 ( 北京建工集 团有限责任公司总承包部 , 1 0 0 0 5 5, 北京 ) 摘要: 于家堡金融区起步区项 目0 3 1 5 地块工程附楼存在大量型钢混凝土组合结构空间分叉柱 ( 撑 ) 形式。 施工 中, 对该结构进行 了合理分段 , 采用计算机辅助设计软件进行了深化设计 , 以及在 测量 、
2、钢筋 、 模板 、 混凝土 等关键工序运用了科学的施工技术 , 保证了施 工质量与安全 , 达 到了设计预期 目的。 关键词: 型钢混凝土组合结构; 空间分叉柱( 撑) ; 空间段 戈 0 分; 深化设计; 节点 中图分类号 : T U3 9 8 9 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 4 1 - 0 4 C o N S T R U C T I o N T E C HN I QU E F oR S P A T I A L B I F U R C AT E C O L U MN ( B R A C E )OF P R oF I
3、 L E S TEEL REI NFoRCED CoNCRETE COM PoSI TE S TRUCTURE YUAN Bo, HONG Bi a o, HU Xu, MA Ch a o ( G e n e r a l C o n t r a c t D e p a r t m e n t o f B e i j i n g C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g G r o u p ,1 0 0 0 5 5 ,B e i j i n g ,C h i n a ) A b s t r a c t :I n p r o j e c t o f
4、 p l o t s 0 3 1 5 i n t h e s t a r t i n g a r e a o f Y u j i a p u F i n a n c i a l D i s t r i c t ,m a n y s p a t i a l b i f u r c a t e d c o l u m n s ( s u p p o rt s )a r e u s e d i n t h e p r o fi l e s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e c o m p o s i t e s t r u c t u r e o
5、 f a f fi l i a t e d b u i l d i n g Du r i n g c o n s t ru c t i o n , t h e s t ru c t u r e i s r e a s o n a b l y d i v i d e d i n t o s e v e r a l s e g me n t s a n d c o mp u t e r - a i d e d d e s i g n s o f t wa r e i s u s e d f o r i n - d e p t h d e s i g n a n d s c i e n t i f
6、i c c o n s t ruc t i o n t e c h n i q u e s are u s e d a t k e y c o n s t r u c t i o n p o i n t s ,s u c h a s me a s u r e me n t ,s t e e l b ar,f o r mwo r k a n d c o n c r e t e ,t o s u c c e s s f u l l y g u a r a n t e e t h e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y a n d s a f e t y a
7、n dl l t 0 r e a l i z e t h e e x p e c t e d d e s i g n e f f e c t s Ke y w o r d s :p r o f i l e s t e e l r e i nf o r c e d c o n c r e t e c o m p o s i t e s t ruc t u r e ;s p a t i a l b i f u r c a t e d c o l u m n ( b r a c e ) ; s p a t i a l s e g me n t ;d i v i s i o n ;i n - d e
8、p t h d e s i g n ;n o d e 型钢混凝土组合结构 ( 又称劲性混凝土结构 ) 以其 优良的性能已被广泛应用于工程中, 随着人们对空间美 感的追求不断提高, 应运而生的型钢混凝土组合结构空 间分叉柱 ( 撑或斜柱) 结构形式势必也会成为该领域一 个不可或缺的部分。在于家堡金融区起步区项 目0 3 1 5 地块工程附楼施工过程中对型钢混凝土组合结构进行 了深入探索和总结, 在深化设计 、 工艺方法、 质量与安全 等方面运用了科学有效的施工技术。 该工程的成功实践 对今后类似工程施工具有良好的借鉴意义。 1工程概 况 于家堡金融区起步0 3 - 1 5 地块 工程位于天津市
9、滨海新区 , 其附楼地上共7 层 , 有型钢混凝土组合结构 空间分叉柱 ( 撑 ) 9 处 , 其中空间三分叉点2 处 , 空间四分 叉点1 处 , 空间三分叉交汇点 ( 空间倒分叉) 6 处 , 枝杈空 间最大夹角4 6 o 。 从分叉点到交汇点最大距离2 2 6 m, 根 部分叉段最大构件截面轮廓尺寸3 1 1 mx 3 1 1 m,中间 段截面最大尺寸1 1 0 m x 1 1 0 m。此类空间多分叉结构 相对于传统 的斜柱与立柱仅在单一平面内交汇结构形 收稿 日期 : 2 0 1 2 1 1 - 0 1 作 者简介 : 原波 ( 1 9 6 9 一 ) , 男, 山东招 远人 , 高级
10、 工程师, 常务 副经理 , e ma i h y ua n b o 0 9 0 s i n a c o m 式 , 无论在深化设计上还是施工方法上都有很大差异 , 其应用尚属国内首次 ( 图1 ) 。 。 2 型钢构 件空间段划分 2 1划 分原则 因为型钢混凝土组合结构分叉柱 ( 撑) 在竖 向、 斜 i ( b ) ( c ) 图1 型钢混凝土多分叉结构 ( a ) 整体外观 ; ( b ) 分 叉部位 ; ( c ) 倒分叉部位 4 2 建筑技术 第 4 4卷第 1期 向 、 水平向均存在枝权 , 且各枝杈角度 、 截面尺寸也不 尽相同, 具有非对称性 , 所以在型钢构件( 又称钢骨
11、) 的 初步深化设计阶段应首先考虑保留原设计 的三维整体 特性 。以利于后续深化设计阶段乃至整个施工阶段的 测量作业 、 钢筋工程 、 模板工程可采取相应技术措施 , 采用 “ 三维整体切割三段划分原则” 可有效解决上述 问题 。 “ 三维整体切割三段划分原则”基本原理是将整 个空间构件整体通盘考虑 从尊重原结构设计空间要 求角度出发进行深化设计。 首先 , 以各分叉点为核心确 定该点所连接的构件数量 、 倾角 、 截面尺寸 、 空间距离 等参数 , 并进行建模准备 ; 然后 , 根据绘制 出的三维模 型初步将构件划分为三段 : 根部分又段 、 中间段 、 顶部 交汇段, 其中根部分叉段、 顶
12、部交汇段仍保持原有三维 整体特性 , 要求同一枝权两端的空间位置 、 倾角保持对 应 枝杈的长短则依据施工采用的吊装机械 、 临时支撑 稳固措施和最终枝权连接方法等相关因素综合确定 ; 中间段可依具体情况按普通构件划分为多段。此空间 段划分原则可充分发挥型钢构件工厂预制精度高 、 质 量保证率高的特点,避免现场进行空间拼接而影响质 量和工期。 2 2 划分技术要点 ( 1 )型钢构件根部分叉段、顶部交汇段存在的各 枝权应满足原设计所需空间布局和倾角 ,且应将整段 全部连接件在工厂焊接或锻造预制完成 ,质量验收合 格后方可出厂。 ( 2 )空间段划分应满足从工厂到现场的运输工具 要求 , 枝权不
13、能过散 、 过长、 过高( 超过运输道路的通过 限制) 。 ( 3 )空间段划分应满足现场平面布置 、吊装机械 要求 , 应使吊装机械够得着 、 吊得起 。 一( 4 )空间段划分应避免构件整体偏心严重而使安 装 、 就位困难 ; 应满足现场使用缆风绳 、 支撑脚手架等 临时固定措施的要求。 ( 5 )型钢构件根部分叉段和顶部交汇段 的各枝权 不能过短 ,造成各枝权空间狭小而无法满足临时固定 连接夹板的螺栓紧固或各段连接施焊作业,以及后续 模板支设作业所需空间要求;枝权也不宜过长而造成 后续钢筋、 模板 、 混凝土工程施工困难 : 应采用枝权长 短交错 、 基本对称 的分段方式。 3 型钢构件
14、深化设计 3 1 深 化设 计方 法 型钢混凝土组合结构空间分叉柱 ( 撑) 的特点是存 在多个方向构件汇集 , 整段构件数量 多、 重量大 、 节点 部位复杂 , 且需综合考虑构件安装以及钢筋 、 模板 、 混 凝 土等 相 关 因 素 , 由此 深 化 设 计 主 要 采 用 T e k l a S t r u c t u r e s 和C AD 计算机辅助设计软件进行 ,以方便计 算出各分段构件尺寸、 重量和空间位置关系 结合工程 实际情况便于调整修改以切合施工需要。 3 2 深化 设计 技术要 点 ( 1 )充分考虑型钢构件根部分叉段 、 中间段 ( 图2 ) 、 顶部交汇段( 图3
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- 型钢 混凝土 组合 结构 空间 分叉 施工 技术
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