论建筑中钢结构桁架结构的应用

(整期优先)网络出版时间:2024-03-07
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论建筑中钢结构桁架结构的应用

宫晓艳

身份证:210283199704184322

摘要:如今,建筑施工对钢结构桁架的使用逐渐增多,钢结构桁架施工具有结构稳定和耐久性好的优势,但施工难度相对较大,对吊装和施工控制都有很高的要求。因此,在施工中必须做好技术控制,以保证工程的施工质量,达到预期的施工效果。

关键词:建筑施工;钢结构桁架

1工程概况

某建筑工程按照不同的受力特性,可将避难层设置的桁架钢结构大致分成以下三个部分:第一,伸臂桁架;第二,水平支撑;第三,腰桁架。在桁架之间采用巨型斜撑进行连接,用于提高结构稳定性与整体性。建筑主塔楼布置有5道钢结构桁架,伸臂桁架主要由直接从核心筒结构穿越的4榀组成,而腰桁架也由4榀组成。现围绕本工程实际情况,对其钢结构桁架结构做如下分析。

2伸臂桁架施工

对伸臂桁架而言,其安装共分以下两个部分,筒内与筒外的构件。因核心筒要比外框先进行施工,所以要先对筒内构件进行安装,在外框施工到伸臂桁架处后,对外框构件进行安装。对于伸臂桁架,其安装顺序为:钢柱下弦上弦腹杆。在筒内的劲性柱安装到指定位置后,由缆风绳进行固定。

在对内桁架构件进行安装时,应按照从下到上的顺序进行,先对劲性柱各节点进行安装,再对桁架的弦杆进行安装,最后对腹杆进行安装,各构件完成吊装以后,先通过临时连接板进行固定,在桁架结构进行完吊装后,校正准确无误采用螺栓加固,在上一道结构吊装之后对构件的对接位置进行焊接[1]

因伸臂桁架的体积与自重都很大,所以在安装过程中要进行规划与分段,为吊装提供方便。将相邻的钢柱作为分段单元,使每个单元能够形成不同形状的构件。桁架中央下弦杆是质量最大的一个分段,重量达到21.4t,长度在12m左右,基本可以达到吊装需要。

在对桁架进行整体焊接时,需要严格按照由两侧至中心的标准顺序,所有桁架的焊接都要从下部开始依次向上,先对核心筒部分和外框柱之间的对接点进行焊接,再对弦杆进行焊接,最后对腹杆进行焊接。

3腰桁架施工

腰桁架有以下两种形式:跨一层腰桁架;跨两层腰桁架。对于单榀腰桁架,主要由腹杆、外框柱及弦杆构成,位于南北两侧的桁架要比位于东西两侧的桁架强度高。其构件安装也需要通过吊装和拼装完成,按照以下顺序进行:外框柱安装下弦杆安装上弦杆安装腹杆安装。

1#5#腰桁架为跨越一层,而其它则为跨越二层,处于南北方向上的跨度为50m,东西为30m。对于单榀桁架的施工,需要严格遵循从下到上的顺序,在腰桁架安装到位后,实施整体校正与整体焊接。现场使用动臂塔吊进行对称安装,先安装南侧桁架,再安装东西两侧的桁架,最后对北侧桁架进行安装。

对于分段施工,腰桁架和伸臂桁架相似,在吊装的过程中都要实施合理的规划与分段,这样能为构件的吊装创造便利。将相邻的钢柱之间作为一个划分单元,把各单元分成米字形的单元构件,长度为6.8m左右;在外框柱中,分段质量可以达到35.4t,基本可以达到吊装需要。

对腰桁架进行的整体焊接施工需要严格按照由中心开始,不断向两侧的次序实施。在对各榀桁架进行安装的过程中,要在上一跨的桁架完成吊装之后予以校正及焊接,并按照由下及上的顺序,先对弦杆进行焊接,再对腹杆进行安装[3]

4斜撑施工

斜撑布置在巨型柱间,是外框柱结构的斜撑,对相邻的桁架层进行竖向连接,截面积按(1200×800×75×25mm控制,由下至上一共存在6个相互交叉的单元,跨度为27.4m,沿竖向的实际高度为65m,分叉支腿的长度最大可以达到28.3m。在进行悬挑安装时,难以采取有效的固定措施,也缺少可靠的固定点位,并且悬挑端的每个方向都不能提供约束,始终处在自由变形的实际状态,这对测量定位是有很大影响的。

斜撑用倒链和塔吊相互结合的方法施工。在安装过程中,先对下段的钢支撑进行吊装,借助临时连接板对外框柱和吊装好的钢支撑进行加固,同时用倒链对钢支撑进行临时加固,由倒链完成对钢支撑的准确校正,之后对上段的钢支撑进行吊装,由临时连接板连接上、下两段钢支撑,以及上端钢柱的牛腿,在整体校正确认达到要求后,对钢支撑进行对接焊,此时即可完成一段钢支撑施工。

斜撑伴随楼层不断向上施工,在相邻的钢柱结束安装后,对此段对应的斜撑进行吊装。先对斜撑实施科学合理的分段,再借助悬挑技术,在吊装的过程中对构件初始起吊角度进行预先调整,确保能和安装的角度完全相符;然后在斜撑表面布置吊耳,斜撑分段以上与以下均布置两个吊耳,要求所有吊装孔都处在吊耳上方首个孔。在对绑钩进行安装时,要在顶部钢丝绳增设倒链,同时借助倒链对钢支撑进行调整,与安装角度相符后开始起钩。

5临时连接

采用合理的临时连接措施能保证工程安全,针对混凝土和钢梁之间的节点,在处在下翼缘标高位置的预埋件进行托板的焊接,将其作为对钢梁进行安装时的临时稳定支撑,在钢梁到达指定位置后,利用螺栓对抗剪板和钢梁进行连接,以此实现对钢梁的可靠固定。针对截面形状为

H形的斜撑,它和箱形截面与水平撑之间的连接,在对构件进行测量与校正以后,经耳板与夹板用螺栓进行加固,待焊接操作结束后,直接拆除耳板[4]

考虑到斜撑是典型的带有角度的构件,它的临时固定需要对倒链和耳板进行充分结合,根据结构的各项特征,能将其分成两种,即上端口的固定与下端口的固定。其中,下端口的固定方法和外框柱在对接过程中采用的固定方法相同,而上端口要通过倒链使钢梁和耳板之间有良好联系,以此形成稳定且可靠的结构。通过对临时拉杆的设置提供斜撑安装过程中的校正与固定措施,并在此基础上增加耳板规格,由双排螺栓加固。

结束语

综上所述,本建筑工程的钢结构桁架施工现已顺利完成,从施工实践可以看出,无论是伸臂桁架还是腰桁架,其构件分段长度及重量都能满足现场吊装要求。对于斜撑而言,采用倒链和塔吊相互结合的方法也能达到施工要求,并且还有很高的施工精度。此外,对箱型截面梁与钢梁而言,需要采用合理可行的临时连接与固定措施。

参考文献:

[1]高谋.钢结构桁架结构在建筑中的应用[J].建材与装饰,2018(11):21-22.

[2]费晓梅.高层建筑屋顶钢结构桁架安装控制要点[J].黑龙江科技信息,2017(10):240-241.

[3]叶常发.桁架檩条在大柱距钢结构建筑中的应用[J].福建建筑,2016(07):47-49+81.

[4]吴昌星,徐鹤松,董年才.超高层建筑钢结构桁架吊装技术[J].建筑机械化,2016,34(12):70-72.