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大跨度结构建筑工程实例范文

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大跨度结构建筑工程实例

第1篇

本文依据工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行了简要的分析,主要分析的重点内容包括桁架施工要点以及施工方法,桁架的施工关系到大跨度屋盖钢结构工程的整体施工质量,因此对其施工质量的要求更为严格。通过合理的施工以及质量控制,以提升桁架施工的整体质量。希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词:

大跨度屋盖;钢结构工程;桁架施工

如今的大型建筑工程建设数量越来越多,而在大型建筑工程中,应用最多的结构形式就是大跨度屋盖钢结构,该结构施工的过程中,应用的主要施工方式就是桁架施工,本文主要就工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行详细的研究,合理的对桁架施工的方法以及施工要点进行了全面的探究,以为提升桁架施工的质量奠定基础。

1工程概况

某建筑工程采用的是钢结构进行施工,建筑总面积为162245.7m2,而钢结构形式主要就是三角结构桁架,其中钢结构的总重量为1200KN,而钢结构中的主桁架的重量则为950KN,其中每一桁架的长度均在45.5m左右,而桁架的两端位置,间隔距离在3.5m,而除了主桁架之外的其他桁架,每榀之间的距离均为8m,桁架支座的标高则主要为25.684m,在桁架的上弦顶部位置,标高则主要为29.560m。该建筑工程的屋面结构为钢结构,其投影所覆盖的面积为5560m2,在钢结构屋盖中,主桁架主要为9榀,而次桁架的数量则为15榀,系管数量33榀,斜撑数量45榀,而在钢结构屋盖上,除了这些部分以外,另外的构成部件则为马道以及屋面檀条等,钢结构的构成元件主要包括管材、钢板以及各种西药的构建等,而选择的管材则主要应为无缝钢管,而钢板则需要采用Q345B,而次要的一些构件则应采用Q235B。

2施工方案

2.1具体施工要求。依据施工现场的具体情况,同时在对桁架结构进行具体分析的基础上,要合理的对屋盖钢结构进行详细的分析,所应用的屋盖钢结构需要在工厂内部进行加工处理,将每一个屋盖钢结构都进行合理的标注,然后依次将加工制作的屋盖钢结构运输到现场进行运用,将桁架尽可能的放置在需要进行桁架施工的工程下方,对拼装位置进行合理的选择,对胎架进行合理的设计、组装以及焊接,在对汽车的吊装位置设计完成之后,就可以对整榀的桁架进行吊装处理。

2.2工厂加工。在该建筑工程中吗,所应用的主桁架截面呈现几何图形样式,而且主桁架截面的尺寸也可以设定为2500×1500mm,其中一个单独的榀桁架的标高则为4250mm,工厂在对桁架结构特点进行详细分析后,就可以依据相关运输的要求以及施工质量控制的方法,在工厂对整榀的桁架进行加工处理,根据相关工艺技术的要求,可以将整段的桁架均分为三个部分,按照阶段进行加工。要切实的保障弯管加工的精确性,利用弧形杆件进行加工处理,按照相应的比例要求,进行放样预拼。所有需要应用到的一些部件,在出厂之前都需要经过严格的检验,只有检验合格的工件才能够正式的投入到施工中,并对每一个工件都进行清晰的标记标注,在安装拼接的时候要严格的按照顺序进行拼接处理。

2.3现场桁架拼接。在将桁架的相关构件制作完成后,就可以运输到现场进行拼接施工。而在拼接处理的过程中,要注意要找拼装基准线的设定标准,采用胎架对桁架进行支撑,对桁架实行有效的拼接处理,这样可以使得桁架的空间可以保持立面结构。要对支撑点的位置进行合理的确定,单元桁架要利用汽车来进行吊装拼接,要注意利用电焊机来对下胎架进行焊接处理,而焊接的顺序则为接口、直腹杆、斜腹杆,在焊接的过程中,也要遵循一定的原则,要保持焊接的对称性。

2.4楼面加固处理。通过现场平面布置图中了解到运输通道至中厅的吊车行走路线的下方均有地下停车场,楼板设计荷载为15kN/m2,通过验算在施工过程中楼面荷载达到30kN/m2,才能满足机械行走、站位吊装要求;在楼板下方采用钢管脚手架进行支撑加固,加固高度为3.72m,用φ48×3.5的脚手架管在加固区域搭设满堂架,此区域满堂架立杆上端必须撑紧,立杆横向、纵向间距为600mm,步距为800mm,通过验算满足施工要求。

2.5桁架吊装。吊装桁架时汽车吊车头朝相对应轴方向,使吊车的工作幅度为8m,50T汽车吊在工作幅度8m时,臂长32.7m可以起吊重量为12.3T>12.28T,吊车工位幅度满足吊装要求。起吊前在桁架两端系上方向牵引用风绳,桁架底部起升到25m时,主臂朝对应轴方向旋转,旋转到另一轴部位左右趴杆,桁架基本到位,微调好轴线及左右距离后,与钢支座焊接固定。固定好后松钩,第一榀桁架吊装完毕,当两榀主桁架吊装就位后及时完成其之间的次桁架和相关构件,以便使两榀主桁架形成一个稳固的整体。

3施工控制要点

3.1施工规划。本工程结构拼装区域场地、进场通道、吊装工位狭小,起吊构件超长,安装、吊装操作空间紧促,在道路布置、桁架拼装、吊装过程中必须确保所选方案合理性。且相当部分数量构件在高空安装,这些比较复杂的操作要求车间制作精度不仅要满足施工规范和设计要求,还必须较好的满足现场安装工艺的需要。此外,对于现场施工人员,特别是起重作业人员和起重指挥人员,分别要有相应的施工经验和指挥协调能力。

3.2施工验算。对于屋盖钢结构本体施工验算:本工程拟采用楼面加固,大吨位汽车进行单榀桁架整体吊装。现场应按照施工顺序确定分析工况,施工区域、通道楼面整体验算,以及楼面、通道加固整体施工验算,整榀桁架吊装的吊点内力施工验算,施工机械、吊索选择施工验算,为工程吊装控制提供具体详细的理论数据进行指导。

3.3施工测量。现场在拼装胎架上拼装、空中安装,应随时进行跟踪测量,确保各阶段组装安装的准确性,施工测量观测点应根据施工规范、控制要求进行确定,确保观测点数据的代表性。施工测量数据应及时与设计数据进行比较,如发现偏差及时向工程技术负责人报告,查找原因并提出整改措施。

4安全保障措施

在大跨度屋盖钢结构的安装过程中,必须要做好一定的保护措施,以免在施工中发生意外事故,给施工现场人员的人身安全带来威胁,同时也避免了事故发生对工期进度的影响。一般要求现场施工中所使用的吊装机索具都应符合国家相关规定,尤其是当这些机械设备需要进行局部变更时,一定要征得工程技术部的批准,以确保安全。

5结束语

综上所述,在对大型建筑结构进行施工的过程中,采用的结构形式通常为大跨度屋盖钢结构,而在该结构工程中,桁架是其中的重要构成部分,桁架施工的质量,将直接影响到大跨度屋盖钢结构的施工质量,要想能够使得大跨度的构件以及相类似的工程可以进一步的得到质量上的提升,就需要合理的采用有效的施工方法对桁架进行施工处理,以保障大型建筑整体的施工质量,从而更好的推动大型建筑的发展和建设。

参考文献:

[1]束伟农,朱忠义.钢结构在机场航站楼工程中的应用[J].施工技术,2011(1).

[2]李乘建.大跨度空间管桁架施工关键技术的研究[D].西安:西安建筑科技大学,2012.

[3]张爱莉.大跨度钢桁架结构施工方案的优选研究[D].重庆:重庆大学,2013.

第2篇

本文依据工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行了简要的分析,主要分析的重点内容包括桁架施工要点以及施工方法,桁架的施工关系到大跨度屋盖钢结构工程的整体施工质量,因此对其施工质量的要求更为严格。通过合理的施工以及质量控制,以提升桁架施工的整体质量。希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词:

大跨度屋盖;钢结构工程;桁架施工

如今的大型建筑工程建设数量越来越多,而在大型建筑工程中,应用最多的结构形式就是大跨度屋盖钢结构,该结构施工的过程中,应用的主要施工方式就是桁架施工,本文主要就工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行详细的研究,合理的对桁架施工的方法以及施工要点进行了全面的探究,以为提升桁架施工的质量奠定基础。

1工程概况

某建筑工程采用的是钢结构进行施工,建筑总面积为162245.7m2,而钢结构形式主要就是三角结构桁架,其中钢结构的总重量为1200KN,而钢结构中的主桁架的重量则为950KN,其中每一桁架的长度均在45.5m左右,而桁架的两端位置,间隔距离在3.5m,而除了主桁架之外的其他桁架,每榀之间的距离均为8m,桁架支座的标高则主要为25.684m,在桁架的上弦顶部位置,标高则主要为29.560m。该建筑工程的屋面结构为钢结构,其投影所覆盖的面积为5560m2,在钢结构屋盖中,主桁架主要为9榀,而次桁架的数量则为15榀,系管数量33榀,斜撑数量45榀,而在钢结构屋盖上,除了这些部分以外,另外的构成部件则为马道以及屋面檀条等,钢结构的构成元件主要包括管材、钢板以及各种西药的构建等,而选择的管材则主要应为无缝钢管,而钢板则需要采用Q345B,而次要的一些构件则应采用Q235B。

2施工方案

2.1具体施工要求。

依据施工现场的具体情况,同时在对桁架结构进行具体分析的基础上,要合理的对屋盖钢结构进行详细的分析,所应用的屋盖钢结构需要在工厂内部进行加工处理,将每一个屋盖钢结构都进行合理的标注,然后依次将加工制作的屋盖钢结构运输到现场进行运用,将桁架尽可能的放置在需要进行桁架施工的工程下方,对拼装位置进行合理的选择,对胎架进行合理的设计、组装以及焊接,在对汽车的吊装位置设计完成之后,就可以对整榀的桁架进行吊装处理。

2.2工厂加工。

在该建筑工程中吗,所应用的主桁架截面呈现几何图形样式,而且主桁架截面的尺寸也可以设定为2500×1500mm,其中一个单独的榀桁架的标高则为4250mm,工厂在对桁架结构特点进行详细分析后,就可以依据相关运输的要求以及施工质量控制的方法,在工厂对整榀的桁架进行加工处理,根据相关工艺技术的要求,可以将整段的桁架均分为三个部分,按照阶段进行加工。要切实的保障弯管加工的精确性,利用弧形杆件进行加工处理,按照相应的比例要求,进行放样预拼。所有需要应用到的一些部件,在出厂之前都需要经过严格的检验,只有检验合格的工件才能够正式的投入到施工中,并对每一个工件都进行清晰的标记标注,在安装拼接的时候要严格的按照顺序进行拼接处理。

2.3现场桁架拼接。

在将桁架的相关构件制作完成后,就可以运输到现场进行拼接施工。而在拼接处理的过程中,要注意要找拼装基准线的设定标准,采用胎架对桁架进行支撑,对桁架实行有效的拼接处理,这样可以使得桁架的空间可以保持立面结构。要对支撑点的位置进行合理的确定,单元桁架要利用汽车来进行吊装拼接,要注意利用电焊机来对下胎架进行焊接处理,而焊接的顺序则为接口、直腹杆、斜腹杆,在焊接的过程中,也要遵循一定的原则,要保持焊接的对称性。

2.4楼面加固处理。

通过现场平面布置图中了解到运输通道至中厅的吊车行走路线的下方均有地下停车场,楼板设计荷载为15kN/m2,通过验算在施工过程中楼面荷载达到30kN/m2,才能满足机械行走、站位吊装要求;在楼板下方采用钢管脚手架进行支撑加固,加固高度为3.72m,用φ48×3.5的脚手架管在加固区域搭设满堂架,此区域满堂架立杆上端必须撑紧,立杆横向、纵向间距为600mm,步距为800mm,通过验算满足施工要求。

2.5桁架吊装。

吊装桁架时汽车吊车头朝相对应轴方向,使吊车的工作幅度为8m,50T汽车吊在工作幅度8m时,臂长32.7m可以起吊重量为12.3T>12.28T,吊车工位幅度满足吊装要求。起吊前在桁架两端系上方向牵引用风绳,桁架底部起升到25m时,主臂朝对应轴方向旋转,旋转到另一轴部位左右趴杆,桁架基本到位,微调好轴线及左右距离后,与钢支座焊接固定。固定好后松钩,第一榀桁架吊装完毕,当两榀主桁架吊装就位后及时完成其之间的次桁架和相关构件,以便使两榀主桁架形成一个稳固的整体。

3施工控制要点

3.1施工规划。

本工程结构拼装区域场地、进场通道、吊装工位狭小,起吊构件超长,安装、吊装操作空间紧促,在道路布置、桁架拼装、吊装过程中必须确保所选方案合理性。且相当部分数量构件在高空安装,这些比较复杂的操作要求车间制作精度不仅要满足施工规范和设计要求,还必须较好的满足现场安装工艺的需要。此外,对于现场施工人员,特别是起重作业人员和起重指挥人员,分别要有相应的施工经验和指挥协调能力。

3.2施工验算。

对于屋盖钢结构本体施工验算:本工程拟采用楼面加固,大吨位汽车进行单榀桁架整体吊装。现场应按照施工顺序确定分析工况,施工区域、通道楼面整体验算,以及楼面、通道加固整体施工验算,整榀桁架吊装的吊点内力施工验算,施工机械、吊索选择施工验算,为工程吊装控制提供具体详细的理论数据进行指导。

3.3施工测量。

现场在拼装胎架上拼装、空中安装,应随时进行跟踪测量,确保各阶段组装安装的准确性,施工测量观测点应根据施工规范、控制要求进行确定,确保观测点数据的代表性。施工测量数据应及时与设计数据进行比较,如发现偏差及时向工程技术负责人报告,查找原因并提出整改措施。

4安全保障措施

在大跨度屋盖钢结构的安装过程中,必须要做好一定的保护措施,以免在施工中发生意外事故,给施工现场人员的人身安全带来威胁,同时也避免了事故发生对工期进度的影响。一般要求现场施工中所使用的吊装机索具都应符合国家相关规定,尤其是当这些机械设备需要进行局部变更时,一定要征得工程技术部的批准,以确保安全。结束语综上所述,在对大型建筑结构进行施工的过程中,采用的结构形式通常为大跨度屋盖钢结构,而在该结构工程中,桁架是其中的重要构成部分,桁架施工的质量,将直接影响到大跨度屋盖钢结构的施工质量,要想能够使得大跨度的构件以及相类似的工程可以进一步的得到质量上的提升,就需要合理的采用有效的施工方法对桁架进行施工处理,以保障大型建筑整体的施工质量,从而更好的推动大型建筑的发展和建设。

参考文献

[1]束伟农,朱忠义.钢结构在机场航站楼工程中的应用[J].施工技术,2011(1).

[2]李乘建.大跨度空间管桁架施工关键技术的研究[D].西安:西安建筑科技大学,2012.

[3]张爱莉.大跨度钢桁架结构施工方案的优选研究[D].重庆:重庆大学,2013.

第3篇

【关键词】大跨度体育馆; 钢-混凝土混合结构;结构设计;

一、前言

针对我国的国情而言,对于高层的结构建筑,采取钢-混凝土混合结构被认为是最为合适的施工技术,并受到了建设部的推荐和推广使用。该技术顾名思义,就是采取钢筋混凝土构件和钢构件、组合构件等相互组合,从而形成一种混合型的新体系。在体系中由于存在钢结构和混凝土结构,因此该体系能够很好地将两者的优势充分发挥出来,起到了相互补充的作用。针对一些大型的场馆建设,例如大跨度体育馆的设计施工上,由于结构和强度的要求,最后在确保功能性得到体现的基础上,往往会采用下部混凝土结构和上部大跨度钢屋顶相结合的混合型结构体系。本文以某大型体育馆为例子来分析大跨度钢-混凝土结构之间的协同效应。并未其它可能采取该结构系统的建筑提供一些实践经验和参考借鉴。

二、大跨度体育馆的基本概述

1.工程概况

在本文中选择工程建筑项目是某一大跨度体育馆建筑,其具体的工程概况为:体育馆的总建筑面积是2.2万平方米,大跨度的体育馆东西长约130米,南北长约86米,计划修建为地上三层的规模,其中的高度分别设计为中间层的高度是5.4米,其余两层的高度是6米,网架支座底标高为18米,屋面建为坡屋面,其中最高点标高是23.6米。

2.结构选型

在本工程中满足建筑的基本功能基础上,并且充分的考虑工程的经济性,最终确定本工程中的体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,而钢屋盖采用正放四角锥网架形式和下弦支撑,在体育馆周圈和内部设混凝土框架柱,在框架柱顶设置混凝土环梁。设计具体的体育馆布置图如图1与图2 所示。

3.荷载条件

荷载类型:根据建筑领域的结构荷载规范,在本工程项目中选择的大跨度体育馆钢-混凝土混合结构设计中充分的考虑了自重附加恒载、活载、马道荷载、雪荷载及风荷载。

建筑受地震的影响作用:依据对体育馆地震安全的评价报告,在本次的跨度体育馆钢-混凝土混合结构设计中按抗震设防烈度7度计算,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅲ类。

温度的影响:根据所建体育场所处的气候环境具体情况,对本工程在具体的使用期间温度做出详细合理的设定。

二、大跨度体育馆钢-混凝土混合结构设计与标准

1.结构设计标准与建筑材料强度

在本文的研究中,针对大跨度体育馆的规划上,采用的抗震级别大部分为三级,除了支承钢结构的混凝土柱环梁大跨度框架需要为二级;采取的建筑标准依照一级的安全等级来执行。建筑物的使用设计为五十年。体育馆一般为灾难的紧急避难场所,因此对于抗震等级要求较高,为甲等,主要在地基和桩基的设计上给予重视。

2.结构控制标准

混凝土结构的配箍率剪压比和位移轴压比这些指标都应该按照既定的标准去执行。

3.抗震性能化指标

在规划的初期本文对体育馆的抗震要求指标主要如下:(1)抗剪中震弹性和抗弯中震不屈服性能指标是混凝土框架柱的基本要求。

(2)满足抗弯中震弹性性能和承载力满足抗剪中震弹性是对于网架支承钢结构以及关键构件和节点的混凝土柱的基本要求。

(3)小震弹性下要求整体的结构变形不会太大的改变。

4.有限元模型

根据最初的设想,将想法输入计算机之后,可以得到以下三种结构模型。并分别针对三种模型进行分析计算。(1)钢屋盖的单独计算模型(图3(a))(2)下部结构和钢屋顶协同工作的整体模型。(图3(b)) (3)对于钢材的屋顶,采取整体并用平面无限刚的屋面。(图3(c))

三、结构分析与设计

本工程中钢屋盖的主要特点就是多跨连续型网架,并且相邻两跨网架跨度相差悬殊。根据计算结果可知,此种情况下的大小跨相接处的小跨网架外侧部分支座承受拉力,而带过渡板的橡胶支座承受拉力的性能较差,此时可采用滑动球铰支座, 滑动球铰支座能够有效地承受拉力,同时能够释放温度荷载引起的水平位移。

1.基础设计

工程采用高强混凝土预应力管桩基础,桩布置图支承钢屋盖的框架柱的最大轴力约4500kN,最小不到1000kN,其余框架柱最大轴力约为2000kN,最小约为500kN。 框架柱轴力相差悬殊,若框架柱之间产生过大的沉降差,将使钢屋盖支座发生初始位移,网架杆件内力重新分布,对网架受力造成不利影响 因此,控制基础沉降值及沉降差成为基础设计的难点之一。

框架柱以及周边框架柱沉降之间的差距的减少,需要在实践中依照在支承钢屋盖的框架柱下多布桩其余框架柱下尽量少布桩的原则。支承钢屋盖的框架最少需要两个,最多为5个,其余的下框架柱的桩数最少一个,最多为3个。而根据已经得到的相关土层数据和勘察报告,可以计算出五个桩承台基础的沉降值大概在28mm左右,承台基础在相邻间的水平距离为8.4m,沉降值大概在20mm,两个桩之间的沉降差大概为0.95‰,为8mm,这个数字比要求达到的标准2‰要低。从图6中,我们可以观察到预应力管桩的布置,预测当地震发生时,对桩基的水平力进行预测也是一个重点和难点,为了避免在地震中桩基受到破坏性的剪切力而造成屈服弯曲。在本文的研究中,将工程管孔进行填实为3m,并将这段桩身的螺旋箍筋直径加粗间距加密。

2.超长措施

由于体育馆长度比较长,达到了130多米,为了满足建筑物的功能性需要,在施工中不设置伸缩缝,结构长度是混凝土结构设计规范中不需要设伸缩缝的容许值的两倍多,属于超长混凝土结构 除根据温度作用计算结果进行设计外,本工程还采取措施如下:(1)网架支座大部分采用板式橡胶支座,个别位置采用滑动球铰支座,两种支座形式均可以释放温度应力,减小钢屋盖在温度应力下的变形对主体结构的影响。(2)加强保温隔热措施。(3)本工程混凝土采用硅酸盐低水化热水泥,严格控制砂石骨料含泥量和级配,施工单位应采取可靠的混凝土养护措施,混凝土浇灌过程中控制温差,采取有效措施保潮保湿,并应有详细的施工技术方案。(4)设置后浇带,带宽800mm,后浇带间距控制在40~ 50m,后浇带采用比相应结构部位高一级的微膨胀混凝土浇筑,后浇带混凝土必须充分作好养护,浇捣结束,表面初凝后即喷洒养护剂,及时覆盖塑料膜,并每天喷水养护且不少于28d。

四、结束语

以体育馆为例对大跨度的钢结构-混凝土混合结构进行设计和分析是本文的主要内容,本文主要采用了局部分析和整体分析的方式来对钢结构和混凝土结构在实践中是如何相互协同发挥功效进行了简单的介绍。并在这样的基础上提出了三种模式进行实例分析,由于在本次研究中所涉及的体育馆的结构超长,因此在实际的设计中需要对温度因素进行充分的考虑,以减少其对于构件内部应力的影响。在实际设计上也充分运用了多种方法减少由于温度所造成的对于钢-混凝土结构的负面作用。

参考文献

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