高聳異型鋼框筒混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)綜合施工技術(shù)剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土含量 【摘 要】近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造型新穎的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑也如雨后春筍般的拔地而起，發(fā)展迅速，給工程結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和施工帶來了新的研究課題。長沙濱江文化園景觀塔工程建筑高度116m，結(jié)構(gòu)形式為鋼框筒-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，該工程建筑造型新穎，形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體窄、高聳、柔度大。主體施工采用一臺TC5610附著式塔吊進(jìn)行垂直運(yùn)輸，通過三維模型優(yōu)化了相關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，保證了強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗震原則，降低了施工難度。通過節(jié)點(diǎn)模擬實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能及抗震能力。型鋼混凝土的施工方法：先施工內(nèi)筒，即核心鋼框架部分，再施工外筒，即剪力墻部分。 【關(guān)鍵詞】鋼框筒結(jié)構(gòu)；型鋼混凝土；附著式塔式起重機(jī)；方鋼管柱混凝土；施工測設(shè)和垂直度控制 1 工程概況 長沙濱江文化園景觀塔工程(如圖1所示)，該工程位于長沙市新河三角洲，西濱湘江，東南為湘江大道。該景觀塔建筑高度116m，21m以下為邊長36m的等邊三角形逐漸收為七面錐體，21m以上逐漸變?yōu)樗拿鎵γ妗＝Y(jié)構(gòu)形式為鋼框筒-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，景觀塔基礎(chǔ)和主體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級均為C35；21m以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，21m以上為95米帶斜撐的鋼框架結(jié)構(gòu)，80m標(biāo)高以下在鋼結(jié)構(gòu)外包四面鋼筋混凝土墻面。景觀塔的混凝土傾斜外墻為干掛預(yù)制清水混凝土板，鋼結(jié)構(gòu)外墻為玻璃幕墻。 圖1 景觀塔效果圖 2 綜合施工關(guān)鍵技術(shù) 2.1 異型高聳結(jié)構(gòu)與塔吊協(xié)調(diào)施工關(guān)鍵技術(shù) 景觀塔工程塔式起重機(jī)的覆蓋范圍要考慮：H型鋼暗柱、暗梁的安裝，混凝土剪力墻模板安裝，方鋼管梁柱內(nèi)筒安裝，另外要考慮塔吊附著的合理角度，并計(jì)算塔身與混凝土墻及鋼框筒通過附著連接后的整體協(xié)調(diào)作用。 景觀塔主體施工采用一臺TC5610附著式塔吊進(jìn)行垂直運(yùn)輸，為保證塔吊與主體正常協(xié)調(diào)工作，分別在21m、45m、63m、81m、96m標(biāo)高處共設(shè)置5道附著，其中21m處附著連接在內(nèi)筒混凝土框架柱，其余四道附著均連接在內(nèi)筒鋼框柱上。 景觀塔屬異型高聳結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)筒柔度大，在側(cè)向荷載作用下將產(chǎn)生一定的水平擺幅，該擺幅將通過附著桿傳遞給施工塔吊，使塔吊塔身也相應(yīng)產(chǎn)生一定水平擺動；另外，塔吊在工作狀態(tài)下，將有一定的側(cè)向力通過附著桿施加在主體結(jié)構(gòu)上，改變主體結(jié)構(gòu)各單元桿件的受力狀態(tài)。 為準(zhǔn)確評估主體結(jié)構(gòu)與塔吊的相互影響，確保主體結(jié)構(gòu)安全及施工安全，第一步，首先確定了附著設(shè)置形式及施工過程，并對塔吊附著系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)算；第二步，應(yīng)用midas7.3軟件建立了“主體與塔吊協(xié)同作用分析模型”，通過分別計(jì)算“塔吊施工荷載及風(fēng)荷載作用下，主體結(jié)構(gòu)各單元桿件的最大應(yīng)力比”、“在最不利工況條件下，各結(jié)構(gòu)單元的最大水平位移擺幅值”，確定了此種塔吊附著系統(tǒng)及施工模式的可行性。 為了消除和減小該擺幅的負(fù)面影響，首先制定科學(xué)合理的施工方案，同時施工內(nèi)筒鋼結(jié)構(gòu)和外筒鋼筋混凝土剪力墻，但內(nèi)筒在先外筒在后，保持一定標(biāo)高差。控制好施工速度，掌握混凝土強(qiáng)度增長，消除減小鋼框筒擺幅對外圍砼的影響。具體方案如下： （1）21m標(biāo)高層混凝土強(qiáng)度達(dá)75%以上后，開始施工鋼結(jié)構(gòu)吊裝至27m標(biāo)高，此時塔吊自由高度約34.9m。安裝好第一道附著后，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝和混凝土外墻的施工。 （2）鋼結(jié)構(gòu)吊裝至51m標(biāo)高時，混凝土外墻澆筑至39m，且混凝土強(qiáng)度已達(dá)75%以上時開始安裝塔吊第二道附著，此時塔吊第一道附著之上的自由高度為33.5m，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝和混凝土外墻的施工。 （3）鋼結(jié)構(gòu)吊裝至81m標(biāo)高時，混凝土外墻已澆筑至45m，且混凝土強(qiáng)度已達(dá)75%以上時開始安裝塔吊第三道附著，此時塔吊第二道附著之上的自由高度約為23.5m，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝和混凝土外墻的施工。 （4）鋼結(jié)構(gòu)吊裝至87m標(biāo)高時，混凝土外墻澆筑至51m，且混凝土強(qiáng)度已達(dá)75%以上時開始安裝塔吊第四道附著，此時塔吊高度約90m，第三道附著之上的自由高度約為26.4m，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝和混凝土外墻的施工。 （5）鋼結(jié)構(gòu)吊裝至99m時，混凝土外墻澆筑至63m，且混凝土強(qiáng)度已達(dá)75%以上時開始安裝第五道附著。此時，塔吊高度約為104m，第四道附著之上的自由高度約為22.3m，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝。 （6）安裝第五道附著后，繼續(xù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝和混凝土外墻的施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 通過施工過程中控制施工高度、施工速度和掌握混凝土強(qiáng)度，并通過現(xiàn)場直接測量法，測量風(fēng)振對內(nèi)筒變形的影響，消除內(nèi)筒擺幅對外筒混凝土的影響。 塔吊附著平面布置如圖2，附著構(gòu)造圖如圖3所示。 圖2塔吊附著平面布置圖 2.2 H型鋼的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)和安裝施工關(guān)鍵技術(shù) 異型高聳混合結(jié)構(gòu)的墻體內(nèi)的暗梁、暗柱、端柱中內(nèi)包H型鋼，特別是鋼框架與混凝土剪力墻交匯的16米標(biāo)高處，暗梁與暗柱交匯處有六根H型鋼相交（如圖4），墻體內(nèi)暗梁、暗柱、端柱內(nèi)包H型鋼可以看做為鋼框架的一部分，埋設(shè)在鋼筋混凝土剪力墻中，既形成了剪力墻的骨架又使得鋼框架和剪力墻形成了一個整體。有效地增強(qiáng)了鋼框架混凝土剪力墻混合結(jié)構(gòu)的整體性能，達(dá)到了兩者協(xié)同工作的效果。如何優(yōu)化該節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與施工，以達(dá)到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的抗震要求，是施工的重點(diǎn)之一。本工程通過三維模型優(yōu)化該節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，保證了強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗震原則，降低了施工難度。通過節(jié)點(diǎn)模擬實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能及抗震能力。 圖4 暗梁暗柱處六根H型鋼相交三維設(shè)計(jì)模型 六根H型鋼相交于剪力墻暗梁暗柱交匯處，增加了施工難度，施工方法的選擇，直接影響了此處的施工質(zhì)量，由于此節(jié)點(diǎn)處空間有限，并且六根型鋼相交于此，正確處理好此節(jié)點(diǎn)處型鋼與型鋼，