精品文檔-下載后可編輯高聳異型鋼框筒--混凝土剪力墻結構綜合施工技術(全文)【摘要】近年來，隨著我國經濟建設和建筑行業的不斷發展，大量結構復雜、造型新穎的高層鋼結構建筑也如雨后春筍般的拔地而起，發展迅速，給工程結構分析、設計和施工帶來了新的研究課題。長沙濱江文化園景觀塔工程建筑高度116m，結構形式為鋼框筒鋼筋混凝土剪力墻結構，該工程建筑造型新穎，形狀復雜，結構體窄、高聳、柔度大。主體施工采用一臺TC5610附著式塔吊進行垂直運輸，通過三維模型優化了相關節點的設計，保證了強節點的抗震原則，降低了施工難度。通過節點模擬實驗檢驗了節點力學性能及抗震能力。型鋼混凝土的施工方法：先施工內筒，即核心鋼框架部分，再施工外筒，即剪力墻部分。

【關鍵詞】鋼框筒結構；型鋼混凝土；附著式塔式起重機；方鋼管柱混凝土；施工測設和垂直度控制

1工程概況

長沙濱江文化園景觀塔工程(如圖1所示)，該工程位于長沙市新河三角洲，西濱湘江，東南為湘江大道。該景觀塔建筑高度116m，21m以下為邊長36m的等邊三角形逐漸收為七面錐體，21m以上逐漸變為四面墻面。結構形式為鋼框筒鋼筋混凝土剪力墻結構，景觀塔基礎和主體混凝土設計強度等級均為C35；21m以下為鋼筋混凝土結構，21m以上為95米帶斜撐的鋼框架結構，80m標高以下在鋼結構外包四面鋼筋混凝土墻面。景觀塔的混凝土傾斜外墻為干掛預制清水混凝土板，鋼結構外墻為玻璃幕墻。

圖1景觀塔效果圖

2綜合施工關鍵技術

2.1異型高聳結構與塔吊協調施工關鍵技術

景觀塔工程塔式起重機的覆蓋范圍要考慮：H型鋼暗柱、暗梁的安裝，混凝土剪力墻模板安裝，方鋼管梁柱內筒安裝，另外要考慮塔吊附著的合理角度，并計算塔身與混凝土墻及鋼框筒通過附著連接后的整體協調作用。

景觀塔主體施工采用一臺TC5610附著式塔吊進行垂直運輸，為保證塔吊與主體正常協調工作，分別在21m、45m、63m、81m、96m標高處共設置5道附著，其中21m處附著連接在內筒混凝土框架柱，其余四道附著均連接在內筒鋼框柱上。

景觀塔屬異型高聳結構，鋼結構內筒柔度大，在側向荷載作用下將產生一定的水平擺幅，該擺幅將通過附著桿傳遞給施工塔吊，使塔吊塔身也相應產生一定水平擺動；另外，塔吊在工作狀態下，將有一定的側向力通過附著桿施加在主體結構上，改變主體結構各單元桿件的受力狀態。

為準確評估主體結構與塔吊的相互影響，確保主體結構安全及施工安全，第一步，首先確定了附著設置形式及施工過程，并對塔吊附著系統進行了驗算；第二步，應用midas7.3軟件建立了“主體與塔吊協同作用分析模型”，通過分別計算“塔吊施工荷載及風荷載作用下，主體結構各單元桿件的最大應力比”、“在最不利工況條件下，各結構單元的最大水平位移擺幅值”，確定了此種塔吊附著系統及施工模式的可行性。

為了消除和減小該擺幅的負面影響，首先制定科學合理的施工方案，同時施工內筒鋼結構和外筒鋼筋混凝土剪力墻，但內筒在先外筒在后，保持一定標高差。控制好施工速度，掌握混凝土強度增長，消除減小鋼框筒擺幅對砼的影響。具體方案如下：

（1）21m標高層混凝土強度達75%以上后，開始施工鋼結構吊裝至27m標高，此時塔吊自由高度約34.9m。安裝好第一道附著后，繼續進行鋼結構吊裝和混凝土外墻的施工。

（2）鋼結構吊裝至51m標高時，混凝土外墻澆筑至39m，且混凝土強度已達75%以上時開始安裝塔吊第二道附著，此時塔吊第一道附著之上的自由高度為33.5m，繼續進行鋼結構吊裝和混凝土外墻的施工。

（3）鋼結構吊裝至81m標高時，混凝土外墻已澆筑至45m，且混凝土強度已達75%以上時開始安裝塔吊第三道附著，此時塔吊第二道附著之上的自由高度約為23.5m，繼續進行鋼結構吊裝和混凝土外墻的施工。

（4）鋼結構吊裝至87m標高時，混凝土外墻澆筑至51m，且混凝土強度已達75%以上時開始安裝塔吊第四道附著，此時塔吊高度約90m，第三道附著之上的自由高度約為26.4m，繼續進行鋼結構吊裝和混凝土外墻的施工。

（5）鋼結構吊裝至99m時，混凝土外墻澆筑至63m，且混凝土強度已達75%以上時開始安裝第五道附著。此時，塔吊高度約為104m，第四道附著之上的自由高度約為22.3m，繼續進行鋼結構吊裝。

（6）安裝第五道附著后，繼續進行鋼結構吊裝和混凝土外墻的施工至設計標高。

通過施工過程中控制施工高度、施工速度和掌握混凝土強度，并通過現場直接測量法，測量風振對內筒變形的影響，消除內筒擺幅對外筒混凝土的影響。

塔吊附著平面布置如圖2，附著構造圖如圖3所示。

圖2塔吊附著平面布置圖

2.2H型鋼的復雜節點優化設計和安裝施工關鍵技術

異型高聳混合結構的墻體內的暗梁、暗柱、端柱中內包H型鋼，特別是鋼框架與混凝土剪力墻交匯的16米標高處，暗梁與暗柱交匯處有六根H型鋼相交（如圖4），墻體內暗梁、暗柱、端柱內包H型鋼可以看做為鋼框架的一部分，埋設在鋼筋混凝土剪力墻中，既形成了剪力墻的骨架又使得鋼框架和剪力墻形成了一個整體。有效地增強了鋼框架—混凝土剪力墻混合結構的整體性能，達到了兩者協同工作的效果。如何優化該節點的設計與施工，以達到“強節點”的抗震要求，是施工的重點之一。本工程通過三維模型優化該節點的設計，保證了強節點的抗震原則，降低了施工難度。通過節點模擬實驗檢驗了節點力學性能及抗震能力。

圖4暗梁暗柱處六根H型鋼相交三維設計模型

六根H型鋼相交于剪力墻暗梁暗柱交匯處，增加了施工難度，施工方法的選擇，直接影響了此處的施工質量，由于此節點處空間有限，并且六根型鋼相交于此，正確處理