淺談大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊地面拼裝起重設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)樓面安全影響

郭齊 吳銳 王攀

摘? 要：本文以中國(guó)牙谷科創(chuàng)園區(qū)項(xiàng)目多功能館鋼結(jié)構(gòu)連廊提升施工為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇恰當(dāng)施工方案，當(dāng)塔式起重機(jī)無(wú)法滿足材料運(yùn)輸要求時(shí)，需在鋼連廊投影正下方采用25T汽車吊，因此施工荷載增大，需采取相應(yīng)措施使荷載均勻分布，并對(duì)車庫(kù)頂板汽車吊站位進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算。經(jīng)多工況荷載計(jì)算，多功能館B區(qū)鋼連廊位置投影正下方樓板可滿足汽車吊停放及作業(yè)要求，為確保施工安全，在一層樓板以下搭設(shè)鋼管支撐架作為安全儲(chǔ)備，以確保施工過(guò)程的安全。

關(guān)鍵詞：汽車吊;鋼連廊;樓面拼裝;安全性驗(yàn)算;荷載均布措施

中圖分類號(hào)：TU393.3???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????文章編號(hào)：2096-6903（2020）06-0000-00

0 引言

隨著建筑施工技術(shù)的飛速發(fā)展，1989年出現(xiàn)了一種新型高層建筑結(jié)構(gòu)形式-連體高層結(jié)構(gòu)（連廊結(jié)構(gòu)），連廊高層建筑在國(guó)內(nèi)外越來(lái)越普及，我國(guó)的新建連廊高層/公共建筑越來(lái)越多，且當(dāng)前已經(jīng)從一線城市向二、三、四線城市轉(zhuǎn)移。連廊結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，安裝質(zhì)量和安全性控制難度大。本文以中國(guó)牙谷科創(chuàng)園區(qū)項(xiàng)目多功能館剛連廊施工為例，此連廊安裝主要采用樓面拼裝、液壓整體提升方法，具有工期短，質(zhì)量、安全性高，施工成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)地下車庫(kù)頂板汽車吊吊裝措施和結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以供相似項(xiàng)目借鑒。

1 工程概況

鋼連廊概況：多功能館結(jié)構(gòu)類型為框架/框剪/鋼結(jié)構(gòu)，地下2層，地上6層～8層，建筑高度48m，建筑主要功能為辦公。鋼連廊位于B區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)連廊平面上位于結(jié)構(gòu)的4-2軸～4-8 線交4- a軸～4-d軸之間，連廊平面尺寸為33.6×17m，立面上位于結(jié)構(gòu)6層～屋面層，標(biāo)高為23.950～32.950m，由三榀桁架組成，桁架自身高度9.0m，跨度33.6m?？傊?10t。（如圖1所示）。

鋼連廊垂直位置：鋼結(jié)構(gòu)連廊位于多功能館B區(qū)，該部位地下2層，地上8層，首層與2層中間8.45m處有鋼筋混凝土夾層，夾層長(zhǎng)度26.4m，寬19.7m。考慮鋼連廊施工方便，8.45m處鋼筋混凝土夾層暫時(shí)不施工，僅預(yù)留柱鋼筋，在鋼結(jié)構(gòu)連廊施工完成后再進(jìn)行施工作業(yè)。

鋼連廊周邊施工情況：在連廊施工時(shí)連廊周邊的混凝土結(jié)構(gòu)施工已經(jīng)完成，B區(qū)南面為多功能館地下室車庫(kù)頂板，北面為規(guī)劃展示館，東西兩側(cè)均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主樓（如圖2所示）。四面無(wú)道路可直達(dá)鋼結(jié)構(gòu)連廊施工作業(yè)部位，車庫(kù)頂板設(shè)計(jì)荷載為考慮30T消防車荷載，故現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，大型材料運(yùn)輸車不能直接在車庫(kù)頂板上行駛，材料堆放不能集中堆載，材料需二次轉(zhuǎn)運(yùn)。鋼連廊區(qū)域周圍起重設(shè)備只有2臺(tái)QTZ80塔式起重機(jī)，且不能完全覆蓋鋼連廊施工范圍。

2 樓面拼裝吊裝方案的選擇

多功能館B區(qū)鋼連廊施工場(chǎng)地的兩臺(tái)塔式起重機(jī)無(wú)法完全覆蓋鋼結(jié)構(gòu)吊裝，根據(jù)平面布置可知，在鋼連廊位置最大量不超過(guò)2t，故使用塔式起重機(jī)進(jìn)行安裝無(wú)法滿足吊裝需要，綜合考慮采用汽車吊作為鋼連廊主要吊裝設(shè)備。同時(shí)，考慮現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，汽車吊停放位置只能在地下室頂板上，鋼連廊樓面拼裝重量最大構(gòu)件為10t，整個(gè)汽車吊吊裝過(guò)程必須采取措施使得結(jié)構(gòu)均勻受力，并對(duì)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗(yàn)算，復(fù)核滿足要求方可施工。

根據(jù)平面位置可知，吊裝過(guò)程中若采用大噸位汽車吊，必須要由地下車庫(kù)頂板駛?cè)胱鳂I(yè)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，為此需對(duì)整個(gè)地下室頂板吊車運(yùn)行通道進(jìn)行加固，但加固費(fèi)用較高，且耗時(shí)較長(zhǎng)。小噸位吊車在車庫(kù)頂板上不能完全覆蓋拼裝區(qū)域，也不能完全滿足施工需求。經(jīng)討論，最終確定優(yōu)化方案，即在鋼連廊投影正下方樓面上布置一臺(tái)25T汽車吊負(fù)責(zé)吊裝重量超過(guò)0.8t的構(gòu)件，同時(shí)2臺(tái)塔式起重機(jī)輔助吊裝重量小于0.8t的構(gòu)件，滿足鋼連廊拼裝構(gòu)件垂直和水平運(yùn)輸要求。

汽車吊布置情況介紹：為滿足鋼連廊樓面拼裝，汽車吊從車庫(kù)頂板上通過(guò)鋼橋區(qū)域進(jìn)入鋼連廊拼裝區(qū)域，并在拼裝樓面三個(gè)位置停放，分別為站位一、站位二、站位三，根據(jù)鋼連廊結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，站位一和站位三施工工況完全對(duì)稱，可合并驗(yàn)算（如圖3所示）。

3 混凝土結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算

3.1 鋼連廊拼裝區(qū)域混凝土樓板及構(gòu)件吊裝概況

多功能館B區(qū)鋼連廊拼裝區(qū)域設(shè)計(jì)板厚為120mm，設(shè)計(jì)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5KN/㎡，樓面拼裝鋼構(gòu)件最大重量為9.8t（按照10t驗(yàn)算），最高起吊高度24m。

3.2 樓面拼裝混凝土樓面結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算

樓面拼裝汽車吊站位安全驗(yàn)算采用SAP2000 Ver 17.3.0進(jìn)行分析，SAP2000為國(guó)際上通用的有限元計(jì)算分析程序，其計(jì)算分析功能強(qiáng)大。

驗(yàn)算主要分為墻柱軸壓比驗(yàn)算、主筋配筋率驗(yàn)算等。

墻柱軸壓比驗(yàn)算：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)汽車吊三個(gè)站位分別進(jìn)行軸壓比驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算最大軸壓比為0.14，滿足規(guī)范要求（如圖4所示）。

主筋配筋率驗(yàn)算：分別對(duì)汽車吊空載、汽車吊按照最大起重荷載情況下的三個(gè)汽車吊站位進(jìn)行主筋配筋率驗(yàn)算（如圖5所示）。

經(jīng)驗(yàn)算，多功能館B區(qū)鋼連廊位置對(duì)應(yīng)一層樓板可以滿足汽車吊停放及作業(yè)要求，為確保施工安全，在一層樓板以下搭設(shè)鋼管支撐架作為安全儲(chǔ)備措施。

3.3 車庫(kù)頂板吊車行走安全性驗(yàn)算

（1）地下車庫(kù)頂板消防通道設(shè)計(jì)允許承載力計(jì)算：

根據(jù)多功能館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明，本工程消防通道設(shè)計(jì)荷載30KN/㎡。

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明，本工程地下室頂板覆土厚度室外為1.35m，頂板覆土容重按照19.0KN/m3計(jì)算。

地下室頂板活荷載取值為4.0KN/㎡。

地下室頂板允許均布荷載為：恒載19.0KN/ m3×1.35m=25.65KN/㎡; 活載為施工活載30KN/㎡。

故頂板消防車道組合允許均布荷載為：1.2×25.65+1.4×（4+30）=78.38KN/㎡。

（2）車庫(kù)頂板消防車道承載驗(yàn)算：

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB50009-2012），35噸汽車吊在考慮覆土折減后應(yīng)為35×0.86=30.1 KN/㎡。

故35t汽車吊均布荷載取30.1×350/300=35.1 KN/㎡。

施工活載根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取4 KN/㎡。

組合均布荷載共：4+35.1+25.65=64.75KN/㎡。

頂板組合荷載64.75KN/㎡<頂板允許荷載78.38KN/㎡。

故地下室頂板消防車道可以滿足汽車吊行車承載要求。

4 結(jié)構(gòu)加固措施

4.1吊車行走區(qū)和作業(yè)區(qū)加固

經(jīng)地下室頂板結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算，多功能館B區(qū)鋼連廊位置對(duì)應(yīng)一層樓板可以滿足汽車吊停放及作業(yè)要求。為確保施工安全，在一層樓板以下搭設(shè)鋼管腳手架，以腳手架承受全部吊車行走荷載作為安全儲(chǔ)備措施。

腳手架搭設(shè)方式：采用扣件式腳手架，腳手架立桿縱橫間距1000mm，步距1500mm，主次梁底增設(shè)一根立桿，立桿間距1000mm，每5根立桿設(shè)置一道橫向和縱向剪刀撐，角度為45°～60°（如圖6所示）。

4.2 汽車吊作業(yè)區(qū)均布受力加強(qiáng)措施

（1）連接車庫(kù)頂板和拼裝場(chǎng)地的“鋼橋”：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，汽車吊從車庫(kù)頂板到拼裝場(chǎng)地需通過(guò)450mm降板區(qū)域，為確保順利通行，確保均布受力，在此處搭設(shè)“鋼橋”，“鋼橋”區(qū)域采用20號(hào)工字鋼，兩層交錯(cuò)設(shè)置，頂面為20厚鋼板。

1. 構(gòu)件吊裝狀態(tài)時(shí)，在吊車主要受力支撐處墊上20×2000×3000鋼板2塊，且必須設(shè)置在混凝土梁上，另外在上方設(shè)置3道20#工字鋼，以便吊裝支撐均布傳遞到混凝土梁上，防止支撐點(diǎn)位偏差，受力不均。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)中國(guó)牙谷科創(chuàng)園區(qū)項(xiàng)目多功能館大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊樓面拼裝過(guò)程的實(shí)施進(jìn)行總結(jié)可知，施工前通過(guò)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算，在施工過(guò)程中采取了科學(xué)有效的加固措施，確保了樓面拼裝汽車吊從車庫(kù)頂板上順利到達(dá)拼裝區(qū)域，保證了吊車行走和作業(yè)過(guò)程的安全，同時(shí)也節(jié)約了施工成本。在此次案例中探索總結(jié)出車庫(kù)頂板加固措施及解決方案，為后續(xù)的相似工程提供了參考和借鑒。

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收稿日期：2020-05-01

作者簡(jiǎn)介：郭齊（1989—），男，河北邢臺(tái)人，本科，工程師，研究方向：房屋建筑、工程管理。

Talking about the Influence of the Lifting Equipment Assembled on the Ground of the Large-span Steel Structure Corridor on the Safety of the Structure Floor

GUO Qi，WU Rui，WANG Pan

（CCCC Fourth Highway Engineering Co.， Ltd，Nanjing? Jiangsu? 210000）

Abstract：Through the engineering case of steel structure corridor lifting construction of multi-function hall of China Yagu science and technology innovation park project， the appropriate construction scheme is selected according to the site conditions. When the tower crane cannot meet the material transportation requirements， a 25t truck crane is needed to be used under the projection of the steel corridor. Due to the large construction load， measures should be taken to make the load evenly distributed， and the garage roof truck crane should be positioned Check the structural safety. According to the load calculation under multiple working conditions， the floor directly below the projection of the steel corridor in area B of the multi-functional Pavilion can meet the parking and operation requirements of the truck crane. In order to ensure the construction safety， the steel pipe support frame is set up under the first floor as the safety reserve to ensure the safety in the construction process.

Keywords：truck crane;steel corridor;floor assembly;safety check;load distribution measures