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装配式钢平台在高层钢结构施工中的应用
来源:建筑钢结构网  作者:刘奔 钟广建 王博锐  时间:2013-11-13   关键词:装配式钢平台  

摘要:厦门建发国际大厦项目位于厦门东海岸的会展中心北片区,主楼高度219.4m。钢管混凝土柱均为斜柱,1~15层向外倾斜2.45°,16~49层向内倾斜0.95°。该项目钢结构施工具有焊接处较高、工期紧、海风大等特

  要:厦门建发国际大厦项目位于厦门东海岸的会展中心北片区,主楼高度219.4m。钢管混凝土柱均为斜柱,1~15层向外倾斜2.45°,16~49层向内倾斜0.95°。该项目钢结构施工具有焊接处较高、工期紧、海风大等特点,自行设计的装配式操作平台为钢结构施工安全、加快施工进度提供有力的保障。

关键词:高层钢结构;装配式操作平台;施工;应用

1 施工概况

厦门建发国际大厦项目钢结构主要由外框筒结构、核心筒劲性钢骨柱和伸臂桁架三部分组成,外框柱钢管柱由地下3层至49层,最大截面为φ1500×50mm,最小截面为φ1300×30mm,伸臂桁架分布在15~16层、31~32层避难层,贯穿核心筒外墙,成井字形。该项目主要存在三个钢结构施工难点:

1)该项目地处厦门市海边,平时地面风力达到3~4级;

2)该项目钢管混凝土柱均为斜柱,对校正、焊接要求高;

3)业主要求工期紧。

如何做好沿海项目施工防风、防火,为校正、焊接提供良好的操作环境,同时缩短操作平台的安装时间,成为装配式操作平台的主设计思路。结合装配式操作平台特点,外框柱分段分在楼层结构标高高1.3m处,操作平台安装布置如图1

 

1 (装配式钢平台)操作平台布置

2 装配式操作平台的设计

2.1 平台设计及主要材料

装配式操作平台的主要采用Q235材质,规格L100×100×6, L50×50×5以及厚度为3mm的钢板。装配式操作平台的设计如图2、图3所示:

 

2 操作平台平面

 

3 (装配式钢平台)操作平台立面

2.2 承载力计算

1)设计条件

装配式操作平台采用MIDAS/Gen V7.1.2软件进行结构承载力验算,操作平台的自重可自动导入,施工活荷载主要由施工人员和设备材料的自重组成,取楼面活载q=2.0kn/m 2及最不利情况为5人(75kg)设备材料荷载的最大值。

(2)荷载取值

1)施工活荷载

按最不利情况为5个人,75KG设备材料荷载的最大值考虑:

LL1=1knLL2=2kn1个操作人员的荷载,设备荷载,1个人算0.75kn);

活荷载为=(0.75kn×5+2)kn/9m2=0.58 kn/m2<住宅楼面活载q=2.0kn/m2,故取LL=2.0 kn/m2;

2)荷载组合(DL为恒载,LL为活载)

荷载组合1 1.0×DL+1.4×LL

荷载组合2:  1.2×DL+1.4×LL

荷载组合3 1.35×DL+1.4×(0.7LL

(3)验算结果

MIDAS/Gen验算可得,荷载组合2为最不利荷载组合,以下为荷载组合2下的位移、内力、应力、以及构件截面验算:

1)平台位移如图4所示。

 

4 平台位移图

2)钢梁剪内力如图5,弯矩如图6.

 

5 钢梁剪力图


6 钢梁弯矩图

3)钢梁应力变化如图7

 

7 钢梁应力图

4)钢结构验算比率如图8

 

8 钢结构验算比率

2.3 验算结论

1)主梁(截面L100×100×6

最不利受力构件单元编号为32,经验算第32号的构件轴向应力、弯曲应力、组合强度及剪切强度都满足要求(详见附件一验算结果);

2)次梁(截面L50×50×5

最不利受力构件单元编号为40,经验算第40号的构件轴向应力、弯曲应力、组合强度及剪切强度都满足要求(详见附件一验算结果)。

3 与传统操作平台的对比

3.1 搭设效率对比

新操作平台的搭设效率比旧操作平台的搭设效率提高了400%,大大缩短了操作平台的搭设时间,从而有力地保证施工进度,搭设效率对比如图9所示。

     注:图为4个架子工在8h内搭设的个数。

9 搭设效率对比

3.2 经济效益

装配式操作平台的一次性投入成本较高,但从长远利益来看,新操作平台的成本低于旧操作平台,新操作平台循环使用20次既可与旧操作平台使用20次产生的成本相齐。

3.3 安全性、美观性

新操作平台在安全性较旧操作平台有很大的提升,新操作平台可进行整体吊装,免除在钢柱上搭设钢管,大大减小了搭设平台的危险性;同时密封性好,接火性能好;稳固性好,承载能力搞,防护严密有效防止小型工具掉落。

4 高层钢结构施工中的应用

4.1 装配式操作平台的组拼

 

10 钢平台地面拼装

4.2 装配式操作平台的安装


11 钢平台吊装

 

12 钢平台安装

4.3装配式操作平台的使用

 

13 钢柱校正

 

14 焊接过程防风

4.4装配式操作平台的转运

 

15 装配式操作平台转运

 

16 装配式操作平台拆除(装配式钢平台)

维护与保养

由于本工程地处沿海城市,受海风的腐蚀影响较大,因此需要对装配式操作平台进行定期的维护与保养,做好防腐防锈工作。

6

针对本工程的三个施工难点,项目部自行设计了装配式操作平台,并成功地解决了这三个施工难题,为日后类似工程的施工提供借鉴与参考。

 

参考文献

[1] GB 500682001  建筑结构可靠度设计统一标准[S].

[2] JGJ 8091  建筑施工高处作业安全技术规范[S].

 

 (中建钢构有限公司,广东 深圳 518040

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