蒙族元素“马鞍形“钢结构造型吊装施工技术

蒙族元素“马鞍形“钢结构造型吊装施工技术

赵鹏飞

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司内蒙古呼和浩特010000

摘要：随着人们生活水平的不断提高，人的审美观也在不断发生着变化，对高、大、新、难结构的探索与追求从未改变，因此造型奇特的各类建筑不断涌现，而复杂异性结构的施工无疑成了工程建设者的面对的最大课题，如何在确保施工质量、安全的情况下，充分体现结构美学功能，就需要工程建设者们不断思考，不断尝试，不断总结。

以内蒙古少数民族群众文化体育运动中心一期工程的“马鞍形”钢结构造型的施工为蓝本，来阐述由弯扭构件组成、空间形态错综复杂的“蒙元文化”造型的钢结构施工方法。“马鞍”造型是蒙古游牧民族传统文化的体现，弧度优美，结构新颖，极具地方色彩，该造型施工中采用诸多先进技术，结构承载力高，施工操作简便，安全可靠，克服了弯扭钢结构构件施工中的诸多难题。

关键词：马鞍形；异性钢结构；叠层法

一、引言

随着人们审美观的不断提升，结构新颖，且全国建筑市场逐渐推广具有民族特色的建筑外观，复杂异性结构的施工无疑成了工程建设者的面对的最大难题，如何在确保施工质量、安全的情况下，充分体现结构美学功能，就需要工程建设者们不断思考，不断尝试，不断总结。此工程“马鞍”钢结构造型采用诸多先进技术，结构承载力高，施工简便，安全可靠，克服了异性结构施工中的诸多难题，具有长远的应用前景。

二、主要内容

（一）分段施工

该造型为空间弯扭几何体（见图1、图2、图3），为使施工便捷，本着“复杂化简，从下而上，层层施工“的原则，将该造型分解为四个系统（中部为网壳系统一至四，见图4中绿色部分），每个系统分解为简单的平面网壳结构，施工工法通过先搭建竖向支撑构件，然后将四个系统以累积木的形式吊装而成。

图2“马鞍”造型左立面

图4“马鞍”分解示意

（二）结合BIM技术

对于空间错综复杂的钢结构造型，常规的深化设计图纸以无法满足设计表达简洁、准确的要求。本工法结合BIM应用软件，对吊装方案进行深化设计，导出图片、音频的文件辅助施工，除及时调整施工方案外，还使得管理部门间的沟通变得更加简洁明了，也对工人的施工起到指导性的作用。

（三）施工流程

1、系统一施工

1）系统一的竖向构件包括树杈状铸钢件和入口支撑柱，竖向构件安装时需设置支撑管辅助安装，见图5和图6。

3、系统三施工

系统二与系统三由环梁短柱连接，见图11。系统三从弯扭桁架开始向后焊接环梁，见图5.2-7。环梁焊接完毕后，焊接系统三环梁上部的环梁短柱，并焊接外凸造型，见图12。

2）对称进行网壳的分块安装，见图14。

（四）分块示意

系统一分块示意图见图15，树形支撑结构均在地面组合成吊装单元后进行吊装；除网壳结构部分采用满堂脚手架进行散件安装之外，其余构件均采用分段吊装。图16中灰色杆件为散件补装杆。

图17网壳系统二分块示意图18网壳系统二底部环梁分段示意

上述网壳系统二的分块中，将网壳系统二内圈的箱型构件和网壳系统三中的外圈箱型构件做为整体进行分段吊装，每个分段单元如图19所示，上半部分红色所示构件为网壳系统三中的构件，而下半部分蓝色所示构件为网壳系统二中的构件。

系统三：根据塔吊起重性能分析，网壳系统三的分块示意图如图20所示。

图21系统四分块平面示意

三、结论

该施工方法成功应用实现了设计意图，能够保证异性钢结构的施工质量、工期和造价，确保钢结构工程如期封顶，为确保该工程按时交付创造了条件，取得了良好的社会效益。同时“马鞍形”钢结构造型吊装工法，方法简便、措施得当、效率高、施工成本低、应用范围广。缩短工期，节省了投资，取得了良好的经济效益和社会效益。

目前“马鞍形“钢结构已全部吊装完成，稳固措施易实施，安装精度得到保证。取得显著的工期效益和经济效益，这为异性钢结构安装开拓了思路、提供了范例。

参考文献

（1）工程安装技术手册.北京.中国计划出版社.2008

（2）叶倩.异型柱结构设计探究.工程设计.2006

（3）苏健.某异型空间钢结构设计.山西建筑.2015