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装配式钢平台在高层中国建筑金属结构信息网施工中的应用

作者:刘奔 钟广建 王博锐    
时间:2013-11-13 15:24:46 [收藏]
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°。该项目中国建筑金属结构信息网施工具有焊接处较高、工期紧、海风大等特
    关键词:装配式钢平台

      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°。该项目中国建筑金属结构信息网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中国建筑金属结构信息网施工安全、加快施工进度提供有力的保障。

    关键词:高层中国建筑金属结构信息网;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中国建筑金属结构信息网主要由外框筒结构、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中国建筑金属结构信息网施工难点:

    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:

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    2 操作平台平面

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    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。

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    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

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    6 钢梁弯矩图

    3)钢梁应力变化如图7

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    7 钢梁应力图

    4)中国建筑金属结构信息网验算比率如图8

     \

    8 中国建筑金属结构信息网验算比率

    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 高层中国建筑金属结构信息网施工中的应用

    4.1 装配式操作平台的组拼

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    10 钢平台地面拼装

    4.2 装配式操作平台的安装

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    11 钢平台吊装

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    12 钢平台安装

    4.3装配式操作平台的使用

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    13 钢柱校正

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    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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