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钢结构异形结构施工4个“必须步骤”，少一项都不行

时间：2019-02-08 17:14:05 来源：建筑技术

　　异形结构建筑在施工过程中的难度会比常规建筑工程更大，因此施工项目部在着手施工前，有4项工作必须提前完成，确保施工万无一失。究竟包括哪些内容呢?

施工总体部署

　　异形结构施工应遵循施工工艺要求，合理地安排施工程序，并组织人员进行施工。采用科学的施工组织，合理组织人力、物力。

　　引进先进的施工技术和科学的管理方法，优质高效完成施工任务。采取有力措施，提高施工机械化水平，合理储备物资，确保工程需要。

　　施工前，应确认异形结构建筑关键部位的施工顺序，确保每个步骤都能达到预期效果。以高空异形钢结构为例，具体施工可分为以下步骤。

　　(1)采用结构施工阶段设置的塔吊吊装第一层平台标高以下所有钢柱、钢梁、斜撑，按照设计及规范要求全面施工完成，对焊缝进行无损检测，要求全部合格，反力支撑平台采用型钢临时支撑牢固。

　　(2)采用塔吊安装中心芯柱及安装芯柱限位装置，芯柱高度应满足安装自制桁架式吊装平衡臂的高度要求;同时，用于芯柱提升的手拉葫芦及千斤顶就位。

　　(3)安装旋转体，旋转体与芯柱间设置轴承传动承，保证平衡和灵活。

　　(4)安装桁架式吊装平衡臂及相应提升装置，调整水平度和垂直度，验收合格后投入使用，芯柱的提升采用设置固定在第一层平台的反力支撑平台上的四只大吨位手拉葫芦进行人工均匀提升操作，每天提升高度根据芯柱每节长度确定;芯柱每次提升到指定位置后，下部采用四只千斤顶对角对称顶紧芯柱底部以避免下沉，同时通过芯柱限位器牢牢固定住芯柱以避免芯柱产生水平位移或倾斜;芯柱提升的同时，桁架式吊装平衡臂同时提升，并处于空载状态，时刻观测芯柱的垂直度偏差情况，如有偏差及时调整;每次芯柱提升的高度为超过下一层需安装平台高度以上3m以下，然后吊装相应平台以下钢柱、钢梁及斜撑。

　　(5)依次重复步骤4，直至完成所有平台的钢构件安装工作;具体是指主体结构分层施工，第二层结构构件安装完成后，验收合格，切割平衡臂外挑过长部分，提升芯柱并使旋转体随之升高，高度达到后，固定芯柱，吊装第三层结构构件安装完成后，验收合格，切割平衡臂外挑过长部分，提升芯柱，以此类推，直至构件全部吊装完成。

　　(6)桁架式吊装平衡臂随着结构截面变化而逐渐缩短;每层钢构件吊装完成后应随之搭设钢管脚手架平台，为焊接工作提供操作平台。

结构深化设计与施工准备

　　一些异形结构建筑的材料处理十分困难，尤其是钢结构建筑，如梅溪湖国际文化艺术中心要把22000t钢结构编织成“芙蓉花”的骨架，其中一部分是要弯曲4.5cm厚的钢板。

　　因此在对此类钢结构建筑工程进行深化设计时，应使用了软件进行整体深化设计，使用该软件可自定义生成复杂三维节点。如最复杂的蜂窝钢结构由于存在大量弯扭构件，利用钢结构深化设计软件对弯扭构件三维实体建模，并对壁板展开及放样，解决加工成型问题。

　　除了结构深化设计外，在异形结构吊装前，还应使用软件对蜂窝钢结构进行整体计算后设置基准点、分区域吊装等。通过软件应用计算后可以得知，施工过程中该如何确保几千次吊装的安排与部署，在工期内准确无误安装完成。

　　结构深化设计与施工准备是异形结构施工中必须完成的工作，利用软件及信息化平台平台进行沟通流，实现了加工企业深化设计、总包和业主复核、设计院审批的连动工作机制，大幅节省了时间，提高了工作效率。

结构专项分析

1.高位斜墙收进区受力分析

　　一些超高层建筑部分结构为异形结构，如某工程核心筒在高区L48~L50层采用斜墙收进，针对该部位的受力和传力进行了详细分析，以确保结构设计的可靠性。在竖向荷载标准值的作用下核心筒墙体所受的水平拉应力最大值为1MPa，竖向压应力为1.5MPa，小于2.64MPa混凝土开裂应力，因此可判断墙体水平向不会开裂。

　　中震荷载作用标准值下，除了墙体与连梁相交处有水平集中拉应力约为5MPa，其余大部分约为1.5MPa，小于2.64MPa混凝土开裂应力，实际设计时，连梁内设置钢板并深入墙肢一定深度用以抵抗拉应力;墙体在中震作用下，竖向拉应力约为3MPa，局部最大值约为5MPa，但叠加竖向荷载标准值后，竖向基本无拉应力。

　　在中震弹性组合工况作用下，由于墙体本身在竖向力及中震的应力水平并不高，最大设计压应力约为13~16MPa，小于混凝土受压承载力，最大设计拉应力1~2MPa，小于钢筋混凝土的等效受拉承载力，因此可以满足中震弹性的承载力性能目标。

　　在竖向荷载标准值的作用下楼面梁板的传力路径，核心筒内混凝土梁最大拉力为335kN少于混凝土开裂应力，水平楼面钢梁最大应力值约为6MPa远少于钢材设计应力。

　　L50层核心筒外楼板在与核心筒交界处拉应力最大，约为1MPa，其余区域拉应力很小，核心筒内楼板的压应力约为1.5MPa;L48层核心筒外楼板的压应力约为0.5MPa，核心筒内楼板的拉应力约为1.8MPa，均可满足设计要求。

2.典型外框偏心节点分析

　　由于建筑要求室内做到无柱的效果，结构外框梁柱节点采用全偏心的节点连接形式，即外环梁与外框钢柱连接时，外环梁位于钢柱的内侧，因此类似工程应分析典型节点构造分解图。

质量保证技术措施

　　(1)施工图审查。检查图纸设计的深度能否满足施工的要求，核对图纸上构件的数量和安装尺寸，检查构件之间有无矛盾;对施工图纸进行工艺审核，审查图纸在技术上是否合理，构造是否便于施工。对构件的结构不合理处或施工有困难的地方，及时与设计单位沟通。

　　(2)备料和核对。根据施工图纸计算出各种材质、规格的材料用量，提出材料计划;按照材料计划和材料合格证、材质单认真核对来料的规格、尺寸、重量和材质。

　　(3)支架、模板质量控制。模板厚度尺寸应满足要求，要有足够的强度、刚度、平整度和光洁度并;外露面使用模板不倒用不得超过梁次，模板接缝采用先进可靠的技术工艺，以确保接缝满足外观质量要求和混凝土耐久性需要。加强模板的维修与保养，拆摸后及时清理、整修、涂刷脱模剂。

　　(4)钢筋工程质量保证措施。钢筋采购：必须有出厂质量保证书，没有出厂质量保证书的钢筋不采购，对使用的钢筋严格按规定取样，试验合格后方能使用。钢筋配料卡必须经过技术主管审核后再下料，下料成型的钢筋，按图纸编号顺序挂牌，堆放整齐，钢筋的堆放场地要采取防锈措施。钢筋绑扎完毕，要经过监理工程师验收合格后，方可浇筑混凝土，及时处理在施工过程中发生的钢筋及预埋件移位等问题。

　　(5)混凝土搅拌质量控制。混凝土搅拌时，应随时监测搅拌质量，确保符合设计要求的规定。季节性施工时，应考虑混凝土的降温与保温，对拌和物测定坍落度、扩展度、泌水率、含气量等进行测定，保证良好的工作度和可泵性。搅拌混凝土时，骨料不得带有杂物，并严格控制混凝土的配合比和坍落度。

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