高位悬挑型钢混凝土转换结构施工技术

[12-11 16:59:40]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3460

摘要:成都来福士广场T2型钢混凝土高位悬挑结构施工时,须设置临时刚性支撑,待转换结构形成空间整体受力后,方可拆除下方临时刚性支撑。以工程实例,说明了临时支撑体系的选择、施工模拟分析中胎架支撑模式的选择、施工模型与设计模型的差异分析、大吨位小位移的砂箱卸载工艺等。
    关键词:型钢混凝土转换结构;高位悬挑;施工模拟分析;大吨位小位移砂箱卸载;施工技术

    1、工程概况
    成都来福士广场位于成都市人民南路,总建筑面积310000 ㎡。T2为办公楼,檐口高度119.05m,地下4层,地上29层。
    T2西侧自L12层为型钢混凝土高位悬挑结构,悬挑结构平面尺寸为10125mm×28000mm,L12层至L16层型钢砼转换层,西立面为普通砼构件(部分钢结构),南北立面为清水砼构件。
    L12层至L16层型钢砼转换结构施工时,须设置临时刚性支撑,待转换结构形成空间整体受力后(L12层至16层砼达到设计强度),方可拆除下方临时刚性支撑。

    2、总体思路
    2.1临时支撑体系选择
    T2高位悬挑结构施工过程中需设置临时支撑体系以确保转换结构空间整体受力的形成。通过施工模拟分析,依据各支撑点在结构加载及卸载过程中的最大轴向力,以及支撑体系的刚度需要,选择格构式型钢组合胎架作为临时刚性支撑。

    2.2高支模架体选择
    高位悬挑结构施工过程的19m高支模体系,选择普通钢管脚手架作为L12层梁板支撑架及操作架。
    2.3卸载方式选择
    转换结构空间整体受力形成后,需确保转换结构从施工受力状态安全平稳地转换到设计受力状态。针对本悬挑结构卸载单点吨位大、卸载位移量小的特点,选择砂箱卸载工艺。
    3、施工模拟分析
    采用有限元分析软件SAP2000进行施工模拟分析:将 L12~L16悬挑体系作为独立的模型体系进行分析,悬挑体系与T2主体之间的联结处理为刚性支承,分析在结构施工(结构加载)及砂箱卸载(结构卸载)两种工况中的支撑胎架、下承梁(即电影院屋面梁)的内力及变形情况、卸载位移值,以及施工模型(逐层加载)与设计模型(一次加载)二者间悬挑结构内力分布差异。
    考虑最不利情况,验算支撑胎架和下承梁及分析卸载位移值时,型钢组合胎架选取刚性支承模式,取该刚性支撑模式下产生的支撑反力参与验算,保证施工安全;弹性支承模式将使得施工过程中悬挑结构内力分布(逐层加载)不同于设计一次加载模型下的内力分布,以此最不利情况进行施工过程悬挑结构的承载能力验算。其中,Sup1/2/7/8支撑下承于柱,仅考虑胎架本身弹性变形;支撑sup3/4/5/6考虑胎架及下承梁弹性变形。

    其中,支撑最大反力以及卸载过程结构可能发生的位移由于弹性支承影响,均会小于上表。
    3.3施工过程对悬挑体系内力分布的影响分析

    分析转换结构未形成空间整体受力体系前,支撑弹性变形对悬挑结构内力分布的影响。按弹性支承体系进行施工全过程分析,并与设计模型(一次加载)进行对比。支承体系刚度系数的选择:支撑胎架按实计算,下承梁不计板对刚度的增强,选用相对较弱的刚度系数,以在更大的程度上增强施工过程的不利影响,保证体系的安全。
    经对比可以认为施工附加弯矩及截面的可能承受弯矩与构件承载能力相比较,数值较小,可以忽略由于施工过程对结构受力模式的影响。
    3.4下承梁强度分析
    选择最大支承反力施加于下承梁上,建立整体模型分析。按分析结果,需对下承梁进行加固。www.tmgc8.com
    4、临时支撑胎架
    4.1支撑胎架设计
    采用格构式型钢组合胎架作为临时支撑体系,依据各支撑点在结构加载及卸载过程中的最大轴向力,采用Midas gen结构设计有限元分析软件进行计算复核。

    4.2支撑胎架形式
    利用已有材料,确定胎架杆件截面,胎架立杆H488×300×11×18,横杆和斜杆T100×200×8×12,底座H588×300×12×20组合型钢(两个H588×300×12×20通过焊接翼缘组合成箱形截面),顶部钢梁为H588×300×12×20两边焊接钢板,形成箱形梁。
    4.3胎架制作及组装
    型钢胎架采取现场制作、组装。支撑胎架构件加工完成后,对各杆件进行编号并标识清楚,以确保现场制作、组装的准确性。
型钢柱、型钢梁的连接采用刚接节点即腹板、翼板均焊接,焊接质量保证结构等强。非标准节区域焊缝主要以全熔透焊缝为主,标准节区域以角焊缝为主。
    构件加工完成后进行几何尺寸、节点等外观验收检查,并对主要的焊接节点进行磁粉探伤抽查,检查合格后做好记录,不合格的构件及时通知制作工段进行返修,合格后方可进行安装。
    标准节制作完成后,进行校正和测量,由测量工区根据测量数据提供焊接顺序,验收小组对标准节进行焊前检查,合格后进入胎架的安装施工,确保临时胎架的安装焊接质量。
    4.4胎架安装
    ①底部短立柱安装
    全站仪放线,确定底部短立柱位置 →底部短立柱就位、安装→短立柱调整→与预埋件焊接
    ②标准节安装
    安装完底部短立柱后,逐节进行标准节安装。
    全站仪放线,确定标准节位置→第一个胎架标准节就位→校正第一节胎架→与底梁焊接→连接胎架间联系梁→安装第二节标准节→依次安装校正以上标准节和胎架间联系梁

    ③胎架顶节(胎帽)安装
    全站仪放线,确定胎帽位置→胎帽就位、安装→校正胎帽位置→与标准节焊接。
    4.5胎架安装的测量监控
    胎架在安装过程中,竖向和侧向均会发生位移,此位移的变化大小直接影响胎架的结构安全,需进行过程变形监控,实时纠正偏差。
    5、下承梁加固
    支撑sup3/4/5/6需进行加固处理,采用2D245×8圆钢管对胎架下承结构梁进行加固处理。

    6、高支模操作架体
    高支模架体作为L12层梁板支撑架及操作架,搭设高度约19m。立杆采用Φ48×3.5mm普通扣件式钢管脚手架,间距1.0m×1.0m。水平杆步距不得大于1.5m。距离楼板面200mm处设置一道扫地杆,快拆头下的立杆顶端沿纵横向设置水平拉杆(扫天杆)。最顶步距水平拉杆中间加设一道水平拉杆。
    架体外侧周圈设自下至上的竖向连续式剪刀撑,剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增设之字斜撑,每剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑。

    7、结构加载期监测
    7.1结构变形监测
    变形监测按二级变形测量等级执行,在悬挑端部布置10个测点,相对变形基准点2个。监测悬挑端最底层边梁上对应柱根节点的竖向相对变形(相对悬挑端根部柱)。监测频次:初始阶段每施工1层监测一次,4层后改为每2层监测一次。

    7.2构件应力监测
    悬挑底部四层梁、侧向斜柱、竖向结构柱等关键构件设应力监测点,悬挑底层梁监测截面9个,其余各层3个;竖向结构柱、斜撑设2个监测截面。监测频率同上。www.tmgc8.com
     7.3监测仪器与设备

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