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钢结构315m超高层SRC巨型劲性柱、钢板剪力墙施工技术
作者:小编 日期:2024-01-25 23:18:37 点击数: 

  天津诺德金融大厦为滨海新区于家堡金融区第一地标性建筑,总建筑面积21.8万㎡,建筑高度299.7m,塔楼地上64层。塔楼结构采用双重抗侧力结构体系:巨型框架+钢筋混凝土核芯筒,设置8根SRC巨柱,巨柱与核心筒之间设置伸臂桁架。巨柱最大截面3m×2m,伸臂桁架箱形构件最大截面1m×1.5m。-4层到10层设置非加劲钢板剪力墙,高度约65m,钢板厚度20mm、40mkaiyun登录入口 kaiyum平台m。

  采用Xsteel、AutoCAD、PKPM、3D3S、SAP2000等软件进行验算并设计详细节点,将剪力墙内型钢柱与钢板墙连为一个整体,将钢板剪力墙合理分段,减少现场焊缝数量,确保钢板墙强度。协调钢板剪力墙和外部钢筋混凝土结构变形,采用焊接式钢筋连接器,增强钢筋与钢板剪力墙之间的锚固,杜绝核心筒墙体裂缝。

  在钢板墙加工时沿水平方向每隔2.4m加设一道竖向加劲板,沿高度方向每层墙顶位置处加设一道水平加劲板以增加端部的平面外刚度。在钢板剪力墙门洞位置处约束相对薄弱,易发生焊接变形,在钢骨柱顶部两侧增设HW200×200×8×12的临时钢梁。

  钢板剪力墙焊接时焊接应力影响区往往发生在焊缝两侧300mm的范围内,在300mm范围以外焊接应力随距离的增加逐渐衰减,影响相对减小。沿焊缝方向每1m设置一道加强板PL30×200×600,减少焊接变形。

  首次提出通过应力释放孔来消除残余应力的概念,即先对钢板墙焊接进行施工模拟并结合现场实际的变形情况找出焊接残余应力集中的位置。在应力集中区域预先开设直径kaiyun登录入口 kaiyum平台100mm的应力释放孔,破坏孔周围的应力平衡,使应力重新调整,缓解残余应力造成的变形。待应力释放完成后再对孔洞进行补强。

  采用双面对称K形坡口反面清根焊接的对称焊接工艺;坡口根部间隙调整为2mm,按照“分区开云官方 kaiyun官方网进行、每步归零、单板双焊、双板单焊、对称施工”。

  结构施工过程的监测系统主要由传感器系统、数据采集系统、服务器监控系统等几部分组成。振弦式应变传感器布置在巨型柱、钢板剪力墙和伸臂桁架及环形桁架主要钢构件上。

  运用SAP2000有限元分析软件,建立单元总数81726个,对整体结构进行一次加载法、近似加载法、分层加载法和精确加载法模拟施工。最终确定最佳的核心筒领先层数在8-12层左右。

  巨型柱各个测点应力数值增长较为稳定,符合典型受压构件特点。各测点平均应力值在10~19MPa,相对稳定,满足巨型柱施阶段程安全稳定要求。

  钢板剪力墙最大压应力为18Mpa,最大拉应力为5Mpa,应力值低于结构设计值,满足施工阶段安全性要求。

  在超高层混合结构施工过程中,混凝土的时间依存特性竖向构件压应力的差异施、工加载顺序以及施工过程中构件长度的调整会导致竖向构件不同的竖向变形。采用通用大型有限元软件MIDAS/Gen进行81个施工阶段结构各楼层的竖向变形。巨柱最大总变形为27.72mm。核心筒剪力墙最大总变形为30.94mm。确定核心筒和外框竖向构件每5个楼层进行长度补偿。

  本工程伸臂结构20~22层贯通钢梁截面尺寸为□1400×500,48~50层贯通钢梁截面收缩为□1400mm×300,通过对钢构件受力特性分析,将接头形式进行调整,满足施工和结构安全要求。

  采用坡口套筒的方式,加强混凝土结构与钢结构连接。贯通梁采用一端连接板一端坡口套筒的连接方式,确保结构钢筋轴心受力。

  伸臂桁架层的施工进度,将对整个工程的施工部署和安排造成极大的影响,常规工程核心筒贯通钢梁考虑构件截面大、超重吊装,选择一层钢结构一层混凝土的施工原则。本工程为解决土建与钢结构的施工穿插和工程进度的矛盾,安装前采用Midsa/gen进行有限元软件分析,通过增设临时永久支撑的方式,满足核心筒贯通钢梁的施工状态下结构稳定性验算,实现了伸臂桁架层高空一次整体安装。

  伸臂桁架层最大钢板厚度为100mm,单层伸臂桁架贯通钢梁现场焊接焊缝总长155.5m,其中板厚100mm的焊缝116m,单条焊缝最长为2.4m。

  【部分采用了100mm厚Q345GJC钢板,焊接质量控制难度大,工艺复杂】GJC选用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接方式,以钢衬垫单V型坡口焊为主要形式。焊接前对焊道两侧150mm范围预热,预热温度120℃。焊接顺序采用错层多道错位焊接,层间温度应控制在180℃~210℃之间。焊接完成后,同预热方式对焊件进行后热消氢处理。温度加热至250℃~300℃范围,然后用岩棉覆盖,恒温2.5~3小时再缓冷。

  315m超高层SRC巨型劲性柱和钢板剪力墙施工技术,技术属于国内领先水kaiyun登录入口 kaiyum平台平,非加劲钢板剪力墙焊接变形控制和伸臂桁架高空一次拼装能大幅度提高施工速度,确保了超高层施工工期、质量和安全,创造了巨大的社会效益。

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