建筑中钢结构桁架结构的应用 王策

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王策
[导读] 摘要:随着中国国民经济的快速发展,出现了各种复杂的钢结构,尤其是工业和民用建筑。
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        摘要:随着中国国民经济的快速发展,出现了各种复杂的钢结构,尤其是工业和民用建筑。大跨度,大空间钢结构形式多样,外形美观,经济实惠,越来越受到人们的青睐。这种大跨度钢桁架的吊装施工过程是关键技术。目前,我国大多数大型钢结构屋顶采用大跨度钢桁架的设计形式。
        关键词:超高层;施工技术;吊装
        引言:在市场经济的快速发展下,建设项目的规模和数量不断扩大,城市土地资源越来越稀缺。在这样的背景下,高层建筑随着时代的发展而出现,它们在土地面积上的总面积得到了很大的改善,既节约了土地资源,又降低了建筑企业的成本。但是,对高层建筑的施工技术和施工方法的要求也相应提高,需要更复杂的技术来保证高层建筑的施工质量和安全。钢结构结构优化了操作过程。自重,轻质强度和高强度有效地提高了建筑物的整体结构强度,更适合高层建筑施工。在钢结构施工中,安装是整个工程的重点,因此要确保安装顺序的标准化和连续性,严格按照施工规范,确保钢结构的顺利施工。建筑施工对钢结构桁架的使用逐渐增多,钢结构桁架施工具有结构稳定和耐久性好的优势,但施工难度相对较大,对吊装和施工控制都有很高的要求。因此,在施工中必须做好技术控制,以保证工程的施工质量,达到预期的施工效果。
        1工程概况
        某建筑工程按照不同的受力特性,可将避难层设置的桁架钢结构大致分成以下三个部分:第一,伸臂桁架;第二,水平支撑;第三,腰桁架。在桁架之间采用巨型斜撑进行连接,用于提高结构稳定性与整体性。建筑主塔楼布置有5道钢结构桁架,伸臂桁架主要由直接从核心筒结构穿越的4榀组成,而腰桁架也由4榀组成。现围绕本工程实际情况,对其钢结构桁架结构做如下分析。
        2伸臂桁架施工
        对伸臂桁架而言,其安装共分以下两个部分,筒内与筒外的构件。因核心筒要比外框先进行施工,所以要先对筒内构件进行安装,在外框施工到伸臂桁架处后,对外框构件进行安装。对于伸臂桁架,其安装顺序为:钢柱→下弦→上弦→腹杆。在筒内的劲性柱安装到指定位置后,由缆风绳进行固定。
        2.1施工方法
        在对内桁架构件进行安装时,应按照从下到上的顺序进行,先对劲性柱各节点进行安装,再对桁架的弦杆进行安装,最后对腹杆进行安装,各构件完成吊装以后,先通过临时连接板进行固定,在桁架结构进行完吊装后,校正准确无误采用螺栓加固,在上一道结构吊装之后对构件的对接位置进行焊接[1]。
        2.2分段吊装
        因伸臂桁架的体积与自重都很大,所以在安装过程中要进行规划与分段,为吊装提供方便。将相邻的钢柱作为分段单元,使每个单元能够形成不同形状的构件。桁架中央下弦杆是质量最大的一个分段,重量达到21.4t,长度在12m左右,基本可以达到吊装需要。
        2.3焊接施工
        在对桁架进行整体焊接时,需要严格按照由两侧至中心的标准顺序,所有桁架的焊接都要从下部开始依次向上,先对核心筒部分和外框柱之间的对接点进行焊接,再对弦杆进行焊接,最后对腹杆进行焊接。
        3腰桁架施工
        腰桁架有以下两种形式:跨一层腰桁架;跨两层腰桁架。对于单榀腰桁架,主要由腹杆、外框柱及弦杆构成,位于南北两侧的桁架要比位于东西两侧的桁架强度高。其构件安装也需要通过吊装和拼装完成,按照以下顺序进行:外框柱安装→下弦杆安装→上弦杆安装→腹杆安装[2]。
        3.1施工方法
        1#与5#腰桁架为跨越一层,而其它则为跨越二层,处于南北方向上的跨度为50m,东西为30m。对于单榀桁架的施工,需要严格遵循从下到上的顺序,在腰桁架安装到位后,实施整体校正与整体焊接。现场使用动臂塔吊进行对称安装,先安装南侧桁架,再安装东西两侧的桁架,最后对北侧桁架进行安装。


        3.2分段施工
        对于分段施工,腰桁架和伸臂桁架相似,在吊装的过程中都要实施合理的规划与分段,这样能为构件的吊装创造便利。将相邻的钢柱之间作为一个划分单元,把各单元分成米字形的单元构件,长度为6.8m左右;在外框柱中,分段质量可以达到35.4t,基本可以达到吊装需要。
        3.3焊接施工
        对腰桁架进行的整体焊接施工需要严格按照由中心开始,不断向两侧的次序实施。在对各榀桁架进行安装的过程中,要在上一跨的桁架完成吊装之后予以校正及焊接,并按照由下及上的顺序,先对弦杆进行焊接,再对腹杆进行安装[3]。
        4斜撑施工
        斜撑布置在巨型柱间,是外框柱结构的斜撑,对相邻的桁架层进行竖向连接,截面积按(1200×800×75×25)mm控制,由下至上一共存在6个相互交叉的单元,跨度为27.4m,沿竖向的实际高度为65m,分叉支腿的长度最大可以达到28.3m。在进行悬挑安装时,难以采取有效的固定措施,也缺少可靠的固定点位,并且悬挑端的每个方向都不能提供约束,始终处在自由变形的实际状态,这对测量定位是有很大影响的。
        4.1施工流程
        斜撑用倒链和塔吊相互结合的方法施工。在安装过程中,先对下段的钢支撑进行吊装,借助临时连接板对外框柱和吊装好的钢支撑进行加固,同时用倒链对钢支撑进行临时加固,由倒链完成对钢支撑的准确校正,之后对上段的钢支撑进行吊装,由临时连接板连接上、下两段钢支撑,以及上端钢柱的牛腿,在整体校正确认达到要求后,对钢支撑进行对接焊,此时即可完成一段钢支撑施工。
        4.2同角度安装
        斜撑伴随楼层不断向上施工,在相邻的钢柱结束安装后,对此段对应的斜撑进行吊装。先对斜撑实施科学合理的分段,再借助悬挑技术,在吊装的过程中对构件初始起吊角度进行预先调整,确保能和安装的角度完全相符;然后在斜撑表面布置吊耳,斜撑分段以上与以下均布置两个吊耳,要求所有吊装孔都处在吊耳上方首个孔。在对绑钩进行安装时,要在顶部钢丝绳增设倒链,同时借助倒链对钢支撑进行调整,与安装角度相符后开始起钩。
        5临时连接
        5.1钢构件的临时连接
        采用合理的临时连接措施能保证工程安全,针对混凝土和钢梁之间的节点,在处在下翼缘标高位置的预埋件进行托板的焊接,将其作为对钢梁进行安装时的临时稳定支撑,在钢梁到达指定位置后,利用螺栓对抗剪板和钢梁进行连接,以此实现对钢梁的可靠固定。针对截面形状为H形的斜撑,它和箱形截面与水平撑之间的连接,在对构件进行测量与校正以后,经耳板与夹板用螺栓进行加固,待焊接操作结束后,直接拆除耳板[4]。
        5.2斜撑端口的临时固定
        考虑到斜撑是典型的带有角度的构件,它的临时固定需要对倒链和耳板进行充分结合,根据结构的各项特征,能将其分成两种,即上端口的固定与下端口的固定。其中,下端口的固定方法和外框柱在对接过程中采用的固定方法相同,而上端口要通过倒链使钢梁和耳板之间有良好联系,以此形成稳定且可靠的结构。通过对临时拉杆的设置提供斜撑安装过程中的校正与固定措施,并在此基础上增加耳板规格,由双排螺栓加固。
        结束语
        大跨度钢桁架加工技术得到了广泛的应用,不仅有效地提高了钢桁架结构的稳定性和质量,而且起到了良好的加固作用,也保证了目前的工程施工质量,大跨度建设项目施工意义重大。虽然大跨度钢桁架加工技术在我国建筑工程施工中的应用比较成熟,但仍存在一些质量问题。因此,在项目建设中,必须严格控制施工质量,有效保证工程。施工质量。
        参考文献
        [1]潘业峰;王伟.大跨度超高模板支撑体系的设计与施工技术[j].建筑施工.2016年第07期
        [2]梅连福.大跨度梁高支模施工与技术控制[j].城市建设理论研究.2015年第17期
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