第十讲超高层建筑结构施工控制（四）.pdf

第3 3 卷第6期 Vo1 - 3 3 No ． 6 建筑施工 B UI L DI N G C 0 N S T R U C T 1 0 N 第十讲 超高层 建筑结构 施工控 制‘ 四 Le c t u r e 1 0 CO ns t r uc t i O n Co nt r o l o v e r Su pe r T a l l B u i l d i n g S t r u c t u r e I V 口 胡玉银 上海建工集团股份有限公司 2 0 0 0 8 0 【 中图分类号】 T u 7 2 ／ 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 1 0 5 0 5 0 9 0 3 续上期 4 ． 3 ． 2 标高同步补偿法施工控制技术 1 工艺原理 在施工过程中， 转换桁架与上部结构是相互影响的。一 方面， 上部结构施工增加了转换桁架的荷载 ， 使转换桁架不 断下挠， 另一方面， 转换桁架下挠又反过来影响上部结构楼 层水平度。因此， 如果在转换桁架与上部结构之间设置标高 补偿装置，及时补偿转换桁架下挠引起的上部结构标高损 失 ， 就可以确保上部结构楼层面始终处于水平状态， 而上部 结构也可以采用常规工艺施工。 这就是标高同步补偿法施工 控制技术工艺原理 图 2 7 。 花工 上部蛄袖 调-／ t -索应力施工上郜蛄构 l l I l l I l I f l I l ／ W l“ l 1＼ l l l l I l I I l I l I l l I ／ I＼ l／ 1＼ 安装同步补楼蓑置 施工上郝蛄构进行土郏{ 蔓 屡标高褂佳蛙续施工上部蛄构 图 2 7 同步补偿法施 工控制原理 2 工艺流程 标高同步补偿法施工控制技术工艺流程为 ① 安装转换桁架， 实施预起拱 ； ② 安装同步补偿装置； ③ 安装相关楼层结构； ④ 自重作用下已经安装的楼层出现了超过许可的下 挠 ⑤ 利用同步补偿装置顶升框架柱， 补偿转换桁架下 挠 ， 使已施- r ,t 关楼层处于水平状态； 【 作者简介】胡玉银 1 9 6 4 一 ， 男， 工学博士， 上海建工集团副 总工程师、技术中心主任。联 系地址上海市江杨南路 1 6 4 6 号 2 0 0 4 3 1 o E ma il h u y u y i n g s c g t c ． c o m． c a 。 【 收稿日期 】 2 0 1 0 1 2 1 6 ⑥ 继续安装相关楼层结构， 进入下一个施工控制 循环 ； ⑦ 转换桁架相关楼层结构施工完成， 浇捣转换桁架所 在楼层混凝土； ⑧ 拆除同步补偿装置。 3 同步补偿系统 同步补偿系统由测量、 控制、 动力和可伸缩柱脚等组成 ， 如图 2 8 所示。测量系统采集转换桁架和上部结构标高变化 信息， 为控制系统运行提供依据。控制系统在比较控制目标 与监测信息的基础上， 做出控制决策并发布控制指令。动力 系统根据控制指令动作， 补偿转换桁架下挠引起的上部结构 标高变化。可伸缩柱脚则应具备伸缩功能， 以满足标高补偿 需要。同步补偿系统属于闭环控制系统 施工前利用有限元 模型预测每层框架荷载弓 l 起的转换桁架挠度 ； 施工中利用液 压千斤顶于每层框架吊装完毕后实施补偿， 并将调整情况及 结构内应力反馈至计算模型； 根据实际情况调整模型， 确定 下一层施工完毕后各组千斤顶的顶升数据 ； 采用计算机控制 系统对群组千斤顶实施同步或单独顶升 ， 灵活控制楼层标高 及 内力。 预应力法原理简单， 但存在技术复杂、 材料消耗大、 成本 高等缺陷； 而同步补偿法是一种新颖的施工控制方法。其优 点在于 ①简单实用， 控制原理简单， 控制环节少； ②可控性 强， 采用先进的闭环控制系统 ， 确保施工过程始终受控 ； ③成 本低廉、 同步补偿系统简单、 材料设备投入少、 施工成本低。 4 ． 4 外伸桁架附加内力控制 超高层建筑外伸桁架是结构抗侧力体系的重要组成部 分， 其刚度非常大， 对核心筒和外框架之间的差异变形敏感 性相当强。施工过程中， 核心筒和外框架的结构材料不尽相 同， 承担的荷载存在差异 ， 使得外伸桁架两端产生不同步变 形。如果不采取针对性措施， 这将在外伸桁架中产生较高的 附加应力， 从而影响结构功能的正常发挥。 目前， 控制外伸桁 架 因核心筒与外伸桁架差异变形引发的附加应力 主要有 第6期 胡玉银 第十讲 超高层建筑结构施工控制 四 6 ／ 2 O 1 1 1 调 节抽 片 互 终拧 螺栓 3 上部H型铜 拄 4电 控液压干斤项 5 承重 支腿 6 加 劲肋 7算力板 桁泉葙型艇轩 调节完毕 后内灌混凝土 图 2 8 同步补偿 系统示意 两种办法 一是预补偿法， 即在结构施工过程中进行标高补 偿 ， 减少核心筒与外框架之间的差异变形， 从而达到控制外 伸桁架附加应力的目的 ； 二是二阶段安装法 ， 即钢结构安装 过程中， 外伸桁架部分关键构件 节点 暂不安装到位 ， 人为 降低外伸桁架的刚度， 提高其适应差异变形的能力， 待结构 继续施工到一定阶段， 已安装外伸桁架所在部位核心简与外 框架之间的差异变形已经基本发生， 再安装外伸桁架的关键 构件 节点 ， 此时外伸桁架才起作用， 抵抗侧向荷载。 由于外 伸桁架是在核心筒与外框架之间差异变形基本完成后才形 成整体 ， 提供抵抗侧向荷载刚度， 这样在形成整体前发生的 差异变形就不会在外伸桁架中产生附加应变和应力， 外伸桁 架的内力也就得到了有效控制。 外仲桁 架立面 图 2 9 金茂 大厦结构体 系 金茂大厦采用三道外伸桁架来提高结构抗侧向荷载刚 5 1 0 西点 步骤一 安装初 始位 置 步骤二 可能变形位置 组合巨 型柱 外仲桁架子核心剪力墙 1]一 圆 蜘 然 步骤三 变形基本完成后安装永久连接板 图 3 O 金茂 大厦外伸桁架二阶段安装原理 度，三道外伸桁架分别位于 2 4 ～2 6层、 5 1 ～5 3层和 8 5 ～8 7 层， 如图 2 9所示。 结构施工过程中就采用了标高预补偿法和 二阶段安装法控制外伸桁架的内力。标高预补偿法前已叙 述， 不再重复， 下面简要介绍二阶段安装法的实施步骤。 施工过程仿真分析表明， 即使采取措施将核心简和组合 巨型柱应力水平均衡化， 核心筒与组合巨型柱之间的相对变 形仍将是巨大的。 考虑长期徐变、 收缩和弹性压缩， 2 4 N 2 6 层 处核心筒与巨型柱之间的相对变形可高达 5 O m m的情况 下， 如果不采取有效措施， 巨大的相对变形将在网 性外伸桁 架构件中产生很大的附加应变和附加应力。为此， 工程技术 第3 3 卷第 6 期 V0 l - 3 3 No ． 6 建筑施工 B U I L D I N G C 0 N S T R UC T I O N 设 计 在 设 计 施 工 总承 包模 式 下 ’ 的作 用浅析 Pr e l i mi na r y Ana l y s i s o f De s i g n Ro l e i n De s i g n a nd Co ns t r uc t i o n Co nt r a c t i ng M o d e 口 虞彦卿 上海现代工程咨询有 限公司 2 0 0 0 4 1 【 摘 要】 随着我国国民经济建设的发展 ，工程承包模式也与时俱进 ，设计施工总承包将成为一种比较常见的模式。作为该 模式的龙头， 设计在设计施工总承包模式中有哪些具体作用，怎样才能取得主导地位结合工作实践，进行了针对性的分析和 研 究。 【 关键词】设计 施工 总承包模式 主导作用 造价控制 【 中图分类号 】 T u 7 1 ／ 文献标识码 B 【 文章编号 】 1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 1 0 6 0 5 1 1 - 0 3 1 工程承包模式的新发展 随着 中国加入 w T O以及 中国经济和全球经济 的进一步融 合， 我国基本建设领域的工作模式已经产生了多样化的特性。 其 中， 工程承包模式已经 由传统的设计一招标一施工 D B B 工程承 【 作者简介】 虞彦卿 1 9 7 8 一 ， 男， 硕士， 工程师， 设计所副所长。 联 系地址 上海 市石 门二路 2 5 8号 2 0 0 0 4 1 o 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 6 0 1 包 的单一模式 ， 发展到设计施工总承包 D B 以及设计、 采购 、 施工 E P C 等多种模式并存的状况。 传统的 D B B工程承包模式 ，随着管理科学的发展与建筑新 科技的运用、政府和企业对固定资产投资的管理模式的逐步转 变 ，同时伴随着民间资金大量涌入基本建设领域带来的人才缺 乏 ，以及工程建设本身的 日益复杂 ，逐渐暴露了其存在的 “ 短 板” 1 设计 团队与施工团队的构成 日益复杂化， 发包人在两 人员提出了外伸桁架二阶段安装的方案， 控制核心筒与巨型 柱相对位移引起的附加应变和附加应力。首先 ， 在外伸桁架 中设置了直径为 2 5 0 m m的钢销轴 ， 这些钢销轴安装在外伸 桁架水平构件的圆孔中和斜腹杆的腰形孔中， 以便在相当长 的施工阶段外伸桁架能够自由变形。其次， 部分高强螺栓在 经过长时间施工以后才开始安装， 外伸桁架具备抵抗侧向荷 载的能力， 这样前期发生的核心筒与巨型柱相对位移就不会 在外伸桁架中产生附加应变和附加应力， 如图 3 O所示。 具体 来说 ， 2 4 2 6层外伸桁架处于初始安装状态时，部分关键构 件暂缓安装 ， 具有较大适应变形的能力。只有 5 1 5 3层外伸 桁架系统初步安装完成后， 2 4 - 2 6层外伸桁架才能全部安装 到位 ， 处于最终安装状态， 具有很大的抵抗侧向荷载的能力。 同理 ， 5 1 5 3层外伸桁架安装完成后较长时间内也处于初始 安装状态， 具有较大适应变形的能力。只有 8 5 - 8 7层外伸桁 架安装完成后 ，才能将 5 1 5 3层外伸桁架的连接板安装到 位， 5 1 5 3层外伸桁架才处于最终安装装态。施工过程仿真 分析表明， 采用二阶段安装法 ， 可以将外伸桁架承担的核心 筒与巨型柱之间相对位移降低约 6 0 ％ ， 这样就大大降低了外 伸桁架的附加应变和附加应力。 参考文献 【 1 ]1 日本建筑构造技术者协会． 图说建筑结构[ M】 ． 中国建筑工业出版 社 ． 2 0 0 0 ． 【 2 】2 L e s l i e E ． R ．o b e r ts o n ． On t h e De s i g n o f L e a n i n g Hi g h Ri s e B u i l d i n g s ． U K， J ． C o n s t r u c t i o n S t e e l R ． e s e a r c h ， 1 9 9 0 1 7 ． [ 3 】 张冠林， 石礼文． 金茂大厦一设计、 管理、 施工【 M】 ． 北京 中国建 筑 工 业 出版 社 ． 2 0 0 3 ． [ 4 ] 郭彦林， 刘禄宇， 等． 广州新电视塔细腰段整体模型稳定性试验研 究【 I ] ． 土木工程学报， 2 0 0 8 ， V o 1 ． 4 1 N o ． 8 ． 【 5 】方小丹 ， 韩 小雷． 广州西塔 巨型斜 交网格 平面相贯节点试验研 究 U 】 ． 建筑结构学报， 2 0 1 0 ， V o 1 ． 3 1 N o ． 1 ． [ 6 ]6葛耀君． 分段施工桥梁分析与控制【 M】 ． 北京 人民交通出版社， 2 0 0 3 [ 7 ] A mp建筑设计事务所． C C T V新台址建设工程主楼钢结构分析 报 告『 I ． [ 8 】8胡玉银 ， 李琰． 超高层建筑转换桁架施工控制技术U 】 ． 建筑施工， 2 0 1 0 ， V o 1 ．2 7 6 0 6 - 0 8 ． 续完 5 1 1