超高層建筑漸進(jìn)式轉(zhuǎn)換鋼骨斜柱施工技術(shù)探討

廣東省第一建筑工程有限公司 廣東 廣州 510000

1 工程實(shí)例

某大廈總建筑面積81713.7m2，地上總高度170.2m，其中結(jié)構(gòu)高度為148.1m。首層至四層為裙樓，作商業(yè)用途，建筑面積共9779.5m2。本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室五層至地上十四層塔樓范圍，除核心筒外采用鋼筋混凝土剪力墻外，其他為鋼骨鋼筋混凝土柱。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，在四層-六層范圍內(nèi)，將原位于塔樓平面四個(gè)角的4根鋼骨柱，通過70度內(nèi)斜方式進(jìn)行受力轉(zhuǎn)換，定位在原位置縮進(jìn)4.6m處。通過斜柱的受力轉(zhuǎn)換方式，使得建筑物四個(gè)陽角的房間達(dá)到增加空間的立體感，整體視覺效果更佳[1]。

2 漸進(jìn)式轉(zhuǎn)換鋼骨斜柱技術(shù)特點(diǎn)

本技術(shù)將原位于塔樓平面四個(gè)角的4根鋼骨柱通過70°內(nèi)斜方式進(jìn)行受力轉(zhuǎn)換，將上部荷載通過小角度傾斜并結(jié)合樓層框架梁加強(qiáng)的方法進(jìn)行往下分解傳遞，最終將框架柱定位在新的布局位置上；采用兩點(diǎn)吊方式令鋼骨斜柱吊裝時(shí)呈傾斜角度70°，保證斜柱就位準(zhǔn)確并調(diào)整偏差；優(yōu)化快拆模支撐體系頂托、柱箍以及斜柱加勁肋處開設(shè)澆筑孔等來提高混凝土澆筑質(zhì)量。

3 漸進(jìn)式轉(zhuǎn)換鋼骨斜柱施工工藝

鋼骨斜柱制作安裝→鋼骨鋼筋砼斜柱鋼筋制作安裝→鋼骨鋼筋砼模板制作安裝→鋼骨鋼筋砼斜柱砼澆筑→鋼骨鋼筋砼斜柱砼養(yǎng)護(hù)。

3.1 鋼骨斜柱制作安裝

（1）十字鋼骨斜柱制作。十字鋼骨斜柱制作：鋼板材放樣→鋼板材下料→十字鋼骨斜柱拼裝制作工藝。

①鋼板材放樣：在Xsteel和Auto CAD軟件中，導(dǎo)入十字鋼骨柱截面和鋼板材的材質(zhì)、規(guī)格尺寸、分段定位等設(shè)計(jì)信息，建立鋼骨柱三維實(shí)體模型，通過Xsteel軟件自動(dòng)生成每層段十字鋼骨柱構(gòu)件中鋼板材。②鋼板材下料：利用數(shù)字化加工軟件 SionCAM從Xsteel軟件模型中傳輸板材數(shù)據(jù)信息到數(shù)控切割機(jī)，進(jìn)行組合后自動(dòng)化加工。③十字鋼骨斜柱拼裝：將加工成形的鋼板材在自動(dòng)組立機(jī)上通過氣保焊焊接成十字鋼骨柱。并在每層段十字鋼骨柱距上、下端50mm處的翼緣板中間焊上開設(shè)兩個(gè)螺絲孔的連接耳板，用作鋼骨柱的吊裝和臨時(shí)固定。

（2）十字鋼骨斜柱安裝。十字鋼骨斜柱安裝 ：吊裝→臨時(shí)固定→較正→焊接。

①安裝時(shí)，用現(xiàn)場的塔式起重機(jī)吊裝，利用鋼骨柱翼板上下端預(yù)焊好的設(shè)有吊裝孔的連接耳板，進(jìn)行兩點(diǎn)吊裝。吊裝時(shí)令待安裝段鋼骨斜柱在空中呈同設(shè)計(jì)傾斜角度70°的狀態(tài)，以便待安裝段吊裝就位時(shí)接口能與下層段接口處于平行狀態(tài)。吊裝前根據(jù)待安裝段鋼骨斜柱兩吊點(diǎn)距離和兩鋼絲繩夾角（本工程為70°）準(zhǔn)確計(jì)算出兩根吊裝鋼絲繩的長度。②臨時(shí)固定安裝段鋼骨斜柱就位后，在對(duì)接口上、下每對(duì)鋼骨柱上的連接耳板兩側(cè)各放置一塊連接夾板，在連接耳板和連接夾板的預(yù)設(shè)螺絲孔中穿上高強(qiáng)螺絲并收緊，臨時(shí)固定上、下段待焊接的鋼骨柱。③校正：安裝段鋼骨斜柱標(biāo)高偏差用量取上柱預(yù)先標(biāo)定的控制線與下柱標(biāo)高線間距離測定，通過起落吊鉤與撬棍調(diào)節(jié)柱間間隙，符合要求后打入鋼楔，點(diǎn)焊限制鋼柱下落的方法調(diào)整。垂直度偏差通過用激光經(jīng)緯儀測定，傾角偏差可用全站儀和水準(zhǔn)儀通過斜鋼骨柱底翼緣邊上、下兩點(diǎn)座標(biāo)和標(biāo)高計(jì)算傾角測定。④焊接：鋼骨柱校正就位后，對(duì)鋼骨柱接口上、下100mm周圍的腹板、翼板采用電預(yù)熱法預(yù)熱，待達(dá)到所規(guī)定的溫度后對(duì)接縫施焊，焊接采用CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊，采用NBC—500焊機(jī)。焊接時(shí)遵循“對(duì)稱同步等速”的焊接原則，從柱相對(duì)的兩個(gè)面同時(shí)等速對(duì)稱焊接，焊縫需全熔透，以保證等強(qiáng)連接。

3.2 鋼骨鋼筋砼斜柱鋼筋制作安裝

（1）斜柱鋼筋制作：運(yùn)用Xsteel軟件建立鋼筋三維模型并自動(dòng)生成的縱向受力鋼筋和箍筋詳圖制作斜柱鋼筋，對(duì)制作好的縱筋按軟件導(dǎo)出的詳圖、報(bào)表編號(hào)對(duì)縱向鋼筋進(jìn)行編號(hào)，防止安裝時(shí)縱向鋼筋放錯(cuò)位置。

（2）斜柱鋼筋安裝：利用鋼筋三維模型圖輔助鋼筋安裝，特別是斜柱轉(zhuǎn)向?qū)佣沃v向受力鋼筋，依照三維模型圖對(duì)各位置的縱向受力鋼筋進(jìn)行定位和轉(zhuǎn)向高程控制。

3.3 鋼骨鋼筋砼斜柱模板制作安裝

斜柱底模支撐采用Φ48×3.0鋼管搭設(shè)，支撐立管上頂托采用帶早拆頭的U型可調(diào)頂托。支撐體系沿縱向在中部等分設(shè)三道、沿柱寬度方向以柱中對(duì)稱設(shè)置間距為600mm的二道支撐立桿，支撐立桿與地面成60°夾角搭設(shè)，每根支撐立桿底腳處在樓面砼澆筑時(shí)預(yù)埋1Φ25鋼筋，搭設(shè)支架時(shí)在每排預(yù)埋鋼筋處設(shè)置一條50×100木枋作為支撐立桿壓腳，支撐立桿頂在壓腳木枋內(nèi)側(cè)；支撐在立桿距樓面200處設(shè)掃地桿，縱橫水平加固桿豎向間距1300。將帶早拆頭可調(diào)U型頂托的支撐頂板改裝成傾角為40°，柱底模安裝時(shí)調(diào)節(jié)帶早拆頭可調(diào)U型頂托頂板面標(biāo)高平斜柱底面。斜柱兩側(cè)底腳、頂端模板采用Cad放樣，保證模板斜口制作尺寸的準(zhǔn)確。

3.4 鋼骨鋼筋砼斜柱砼澆筑

鋼骨斜柱深化、加工時(shí)，在加勁肋處開半徑75mm孔，作為砼的澆筑口及排氣孔，搗器砼振動(dòng)產(chǎn)生的氣泡可以通過排氣孔排出。柱砼采用拌和物具有很高的流動(dòng)性而不離析，不泌水，能靠自重自行填充模板內(nèi)空間，且對(duì)于密集的鋼筋和形體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)都具有良好的填充性，能在不經(jīng)振搗或略作插搗的情況下，形成密實(shí)的高性能自密實(shí)混凝土。砼澆筑前事先試棒，在四個(gè)澆筑口均找出合適的下棒點(diǎn)，保證柱子由腹板分隔的四角分區(qū)均能下振棒振搗。

3.5 鋼骨鋼筋砼斜柱模板拆除

除快拆支撐鋼管立桿及水平加固桿和掃地桿外，包括柱底模在內(nèi)的所有模板在斜鋼骨柱砼強(qiáng)度達(dá)到1.2MPAa后拆除，柱底模支撐體系待斜鋼骨柱強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上后方可拆除。

3.6 鋼骨鋼筋砼斜柱砼養(yǎng)護(hù)

拆除柱模板后，采用柱面淋水后包裹塑料薄膜的方法保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d。

4 結(jié)束語

本技術(shù)應(yīng)用于某大廈工程施工總承包中，從實(shí)際施工效果來看，工程的質(zhì)量、工期、成本方面均取得很好的效果，得到業(yè)主、監(jiān)理、監(jiān)督部門及社會(huì)各界有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可和廣泛贊譽(yù)。