超高層建筑裙房鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)分析

金 禮 陳小正 于 洋 朱啟鑫

（建研（北京） 結(jié)構(gòu)工程有限公司，北京 100013）

1 工程概況

某一個超高層建筑裙房的建筑高度為38m、建筑面積為24600m2以及建筑的地上樓層為7 層。其中地上建筑的7 個樓層中的頂部2 個樓層用來安置設(shè)備，其余的樓層用作商業(yè)貿(mào)易，其功能主要是宴會廳和會議室等。建筑的外立面的設(shè)計也較為復(fù)雜，其構(gòu)成部分有十幾種不同類型的幕墻，屋面系統(tǒng)為金色基底玻璃和直立鎖邊。而裙房的結(jié)構(gòu)體系也是由兩部分組成，一部分為用以支撐的鋼框架，另一部分為混合型的巨型柱，是重力承載體系和抗側(cè)體系構(gòu)成。其中抗側(cè)體系主要由兩部分組成，一部分為型鋼混凝土巨柱，另一部分是鋼支撐的框架。而重力承載體系則是由三部分組成，第一部分為巨型桁架，第二部分為鋼柱，第三部分為樓面鋼桁架。而對于其傳力的途徑可以簡單的敘述為，重力荷載傳遞給巨型桁架，其傳遞的路徑是樓面系統(tǒng)，然后再傳遞給鋼柱，最后傳遞給基礎(chǔ)。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工方法

要對超高層建筑裙房的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行掌握，首先需要了解裙房鋼結(jié)構(gòu)的體系，包括裙房鋼結(jié)構(gòu)施工順序、成型特點、還有結(jié)構(gòu)分段和特殊工藝，然后再對施工進行模擬，將整體的施工技術(shù)路線確定計劃，然后再對施工流程加以明確[1]。

鋼結(jié)構(gòu)施工方法要嚴(yán)格按照劃分的原則進行，先對支柱進行施工后對梁進行施工，對于桁架的施工順序是先對巨型桁架進行施工，后對樓面桁架施工，然后還要設(shè)置臨時的支撐部分以便可以及時的形成一個穩(wěn)定的空間體系。

3 鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝

鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝方法中有比較特殊的兩種方法： （1）巨型桁架安裝工藝，是裙房鋼結(jié)構(gòu)安裝中比較特殊的一個工藝；（2） 臨時支撐和卸載工藝。這兩者在裙房鋼結(jié)構(gòu)安裝當(dāng)中都比較特殊，并且都是施工流程當(dāng)中比較關(guān)鍵的部分。下面對這兩部分技術(shù)工藝進行簡單的介紹[2]。

3.1 巨型桁架安裝工藝

裙房鋼結(jié)構(gòu)進行施工時，首先需要將所有構(gòu)件進行分吊裝單元分段安裝，實現(xiàn)高空對接和區(qū)間合攏之后才可以進行支撐卸載工作，這一安裝環(huán)節(jié)的進行需要結(jié)合建筑情況有順序的安裝。在安裝中需要先安裝南北方向的桁架樁，并在確保穩(wěn)定的基礎(chǔ)上安裝東西方向的桁架樁，最后進行內(nèi)外主桁架的穿插安裝。高層建筑的立面次結(jié)構(gòu)和樓梯在安裝作業(yè)中需要與桁架好樁的安裝進度相適應(yīng)，二者要同時進行，但頂面次結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)需要在完成卸載工作之后才可以進行。如果從結(jié)構(gòu)體系方面進行分析裙房鋼結(jié)構(gòu)的施工，其結(jié)構(gòu)是由多種系統(tǒng)組成，不僅有懸掛和懸挑結(jié)構(gòu)，還有巨型的桁架和鋼梁結(jié)構(gòu)，除此之外還有很多其他的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；如果從構(gòu)件安裝方面分析，由于構(gòu)件的質(zhì)量比較大，支撐起來比較困難，而且構(gòu)件的體積也比較的大，所以為保安全必須要設(shè)置許多的臨時支撐，一次成型的難度很大，所以結(jié)構(gòu)要選擇逐步成型。其臨時支撐設(shè)置如圖1、圖2 所示。

3.2 臨時支撐和卸載工藝

在將結(jié)構(gòu)合攏之后，還需要確定出支撐的卸載順序，卸載時其順序要根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的傳力途徑以及其傳力特點進行確定，為了保證在施工完成之后的鋼結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大變形符合要求，達到最佳狀態(tài)，需要將卸載分為兩步：（1）卸載時先將④軸東面的臨時支撐結(jié)構(gòu)卸載掉，然后將④軸西面的臨時支撐結(jié)構(gòu)卸載掉。在卸載的過程當(dāng)中，要利用能夠調(diào)節(jié)長度的臨時支撐的鋼管進行卸載，可以通過鋼管的收縮來使臨時支撐長度改變，使臨時支撐結(jié)構(gòu)上面所受的力慢慢轉(zhuǎn)移到主體的結(jié)構(gòu)上，從而實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)的承載和臨時支撐結(jié)構(gòu)的卸載，最終實現(xiàn)樓面的成型。（2） 主要的卸載順序，是對樓面系統(tǒng)臨時支撐的卸載，使樓面系統(tǒng)能夠成型，其卸載的步驟簡單來說就是從④軸到⑧軸，然后從上往下卸載巨型桁架臨時支撐，而④軸、⑥軸、⑦軸、⑧軸是巨型桁架臨時支撐，同樣是按此順序進行卸載，在這個過程當(dāng)中，樓面的荷載就慢慢轉(zhuǎn)移到巨型桁架上面，然后再進行卸載，將5F當(dāng)中，④軸往西部分的懸挑部分的樓面桁架進行卸載，其目的是讓結(jié)構(gòu)成型，還需要卸載2F 當(dāng)中，④軸往西部分懸挑部分的樓面箱梁，來完成結(jié)構(gòu)的最終成型。根據(jù)施工過程的模擬分析將其有關(guān)數(shù)據(jù)整理至表1，施工的安全可以有效保障，其主結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力、臨時支撐力最大值、考慮構(gòu)件穩(wěn)定后應(yīng)力比與施工完成之后的應(yīng)力最大值和變形值均要體現(xiàn)在表1 中。

表1 施工過程的模擬分析有關(guān)數(shù)據(jù)整理

4 結(jié)語

綜上所述，隨著人口的增多，建筑逐漸趨于高層化，由于建筑自重較大，所以傳統(tǒng)的鋼筋水泥又無法滿足超高層建筑工程，所以自重較輕的鋼結(jié)構(gòu)就應(yīng)用于超高層建筑當(dāng)中。超高層建筑裙房建設(shè)的難度較大，對鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)提出了更高的要求，因此，本文以某一超高層建筑裙房為例，對鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)和工藝方法進行探究，深入了解鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)中的巨型桁架安裝工藝和臨時卸載支撐工藝，施工完成后的鋼結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力和最大變形均符合相關(guān)要求,可為今后超高層建筑裙房鋼結(jié)構(gòu)施工提供技術(shù)手段和參考。