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裝配式鋼平臺(tái)在高層鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

作者:劉奔 鐘廣建 王博銳    
時(shí)間:2013-11-13 15:24:46 [收藏]
廈門建發(fā)國(guó)際大廈項(xiàng)目位于廈門東海岸的會(huì)展中心北片區(qū),主樓高度219.4m。鋼管混凝土柱均為斜柱,1~15層向外傾斜2.45°,16~49層向內(nèi)傾斜0.95°。該項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工具有焊接處較高、工期緊、海風(fēng)大等特
    關(guān)鍵詞:裝配式鋼平臺(tái)

      要:廈門建發(fā)國(guó)際大廈項(xiàng)目位于廈門東海岸的會(huì)展中心北片區(qū),主樓高度219.4m。鋼管混凝土柱均為斜柱,1~15層向外傾斜2.45°,16~49層向內(nèi)傾斜0.95°。該項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工具有焊接處較高、工期緊、海風(fēng)大等特點(diǎn),自行設(shè)計(jì)的裝配式操作平臺(tái)為鋼結(jié)構(gòu)施工安全、加快施工進(jìn)度提供有力的保障。

    關(guān)鍵詞:高層鋼結(jié)構(gòu);裝配式操作平臺(tái);施工;應(yīng)用

    1 施工概況

    廈門建發(fā)國(guó)際大廈項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)主要由外框筒結(jié)構(gòu)、核心筒勁性鋼骨柱和伸臂桁架三部分組成,外框柱鋼管柱由地下3層至49層,最大截面為φ1500×50mm,最小截面為φ1300×30mm,伸臂桁架分布在15~16層、31~32層避難層,貫穿核心筒外墻,成井字形。該項(xiàng)目主要存在三個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn):

    1)該項(xiàng)目地處廈門市海邊,平時(shí)地面風(fēng)力達(dá)到3~4級(jí);

    2)該項(xiàng)目鋼管混凝土柱均為斜柱,對(duì)校正、焊接要求高;

    3)業(yè)主要求工期緊。

    如何做好沿海項(xiàng)目施工防風(fēng)、防火,為校正、焊接提供良好的操作環(huán)境,同時(shí)縮短操作平臺(tái)的安裝時(shí)間,成為裝配式操作平臺(tái)的主設(shè)計(jì)思路。結(jié)合裝配式操作平臺(tái)特點(diǎn),外框柱分段分在樓層結(jié)構(gòu)標(biāo)高高1.3m處,操作平臺(tái)安裝布置如圖1。

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    1 (裝配式鋼平臺(tái))操作平臺(tái)布置

    2 裝配式操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)

    2.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)及主要材料

    裝配式操作平臺(tái)的主要采用Q235材質(zhì),規(guī)格L100×100×6, L50×50×5以及厚度為3mm的鋼板。裝配式操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示:

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    2 操作平臺(tái)平面

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    3 (裝配式鋼平臺(tái))操作平臺(tái)立面

    2.2 承載力計(jì)算

    1)設(shè)計(jì)條件

    裝配式操作平臺(tái)采用MIDAS/Gen V7.1.2軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算,操作平臺(tái)的自重可自動(dòng)導(dǎo)入,施工活荷載主要由施工人員和設(shè)備材料的自重組成,取樓面活載q=2.0kn/m 2及最不利情況為5人(75kg)設(shè)備材料荷載的最大值。

    (2)荷載取值

    1)施工活荷載

    按最不利情況為5個(gè)人,75KG設(shè)備材料荷載的最大值考慮:

    LL1=1kn,LL2=2kn1個(gè)操作人員的荷載,設(shè)備荷載,1個(gè)人算0.75kn);

    活荷載為=(0.75kn×5+2)kn/9m2=0.58 kn/m2<住宅樓面活載q=2.0kn/m2,故取LL=2.0 kn/m2;

    2)荷載組合(DL為恒載,LL為活載)

    荷載組合1 1.0×DL+1.4×LL

    荷載組合2:  1.2×DL+1.4×LL

    荷載組合3 1.35×DL+1.4×(0.7LL

    (3)驗(yàn)算結(jié)果

    經(jīng)MIDAS/Gen驗(yàn)算可得,荷載組合2為最不利荷載組合,以下為荷載組合2下的位移、內(nèi)力、應(yīng)力、以及構(gòu)件截面驗(yàn)算:

    1)平臺(tái)位移如圖4所示。

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    4 平臺(tái)位移圖

    2)鋼梁剪內(nèi)力如圖5,彎矩如圖6.

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    5 鋼梁剪力圖

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    6 鋼梁彎矩圖

    3)鋼梁應(yīng)力變化如圖7

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    7 鋼梁應(yīng)力圖

    4)鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算比率如圖8

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    8 鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算比率

    2.3 驗(yàn)算結(jié)論

    1)主梁(截面L100×100×6

    最不利受力構(gòu)件單元編號(hào)為32,經(jīng)驗(yàn)算第32號(hào)的構(gòu)件軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、組合強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度都滿足要求(詳見附件一驗(yàn)算結(jié)果);

    2)次梁(截面L50×50×5

    最不利受力構(gòu)件單元編號(hào)為40,經(jīng)驗(yàn)算第40號(hào)的構(gòu)件軸向應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、組合強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度都滿足要求(詳見附件一驗(yàn)算結(jié)果)。

    3 與傳統(tǒng)操作平臺(tái)的對(duì)比

    3.1 搭設(shè)效率對(duì)比

    新操作平臺(tái)的搭設(shè)效率比舊操作平臺(tái)的搭設(shè)效率提高了400%,大大縮短了操作平臺(tái)的搭設(shè)時(shí)間,從而有力地保證施工進(jìn)度,搭設(shè)效率對(duì)比如圖9所示。

         注:圖為4個(gè)架子工在8h內(nèi)搭設(shè)的個(gè)數(shù)。

    \

    9 搭設(shè)效率對(duì)比

    3.2 經(jīng)濟(jì)效益

    裝配式操作平臺(tái)的一次性投入成本較高,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)看,新操作平臺(tái)的成本低于舊操作平臺(tái),新操作平臺(tái)循環(huán)使用20次既可與舊操作平臺(tái)使用20次產(chǎn)生的成本相齊。

    3.3 安全性、美觀性

    新操作平臺(tái)在安全性較舊操作平臺(tái)有很大的提升,新操作平臺(tái)可進(jìn)行整體吊裝,免除在鋼柱上搭設(shè)鋼管,大大減小了搭設(shè)平臺(tái)的危險(xiǎn)性;同時(shí)密封性好,接火性能好;穩(wěn)固性好,承載能力搞,防護(hù)嚴(yán)密有效防止小型工具掉落。

    4 高層鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

    4.1 裝配式操作平臺(tái)的組拼

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    10 鋼平臺(tái)地面拼裝

    4.2 裝配式操作平臺(tái)的安裝

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    11 鋼平臺(tái)吊裝

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    12 鋼平臺(tái)安裝

    4.3裝配式操作平臺(tái)的使用

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    13 鋼柱校正

    \ 

    14 焊接過(guò)程防風(fēng)

    4.4裝配式操作平臺(tái)的轉(zhuǎn)運(yùn)

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    15 裝配式操作平臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)

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    16 裝配式操作平臺(tái)拆除(裝配式鋼平臺(tái))

    維護(hù)與保養(yǎng)

    由于本工程地處沿海城市,受海風(fēng)的腐蝕影響較大,因此需要對(duì)裝配式操作平臺(tái)進(jìn)行定期的維護(hù)與保養(yǎng),做好防腐防銹工作。

    6 結(jié) 語(yǔ)

    針對(duì)本工程的三個(gè)施工難點(diǎn),項(xiàng)目部自行設(shè)計(jì)了裝配式操作平臺(tái),并成功地解決了這三個(gè)施工難題,為日后類似工程的施工提供借鑒與參考。

     

    參考文獻(xiàn)

    [1] GB 500682001  建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

    [2] JGJ 8091  建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范[S].

     

     (中建鋼構(gòu)有限公司,廣東 深圳 518040

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