【华东建筑院】超高层建筑施工中的结构问题.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,超高层建筑施工中的结构问题,周建龙,华东建筑设计研究总院,2015,年,10,月,主要内容,灌注桩基施工质量,基础厚底板钢筋施工,钢板剪力墙,焊接和螺栓连接,竖向变形差异控制,顶模系统,施工过程验算,一、,灌注桩基施工质量,超高层桩,基施工特点,1,）,单桩承载力较高；,2,）大多采用后注浆技术，提高单桩承载力，控制桩端沉渣引起的变形。,3,）单桩入土深度长，桩基施工质量控制要求高；,4,）单桩承载力往往由桩身强度控制，混凝土强度等级高,可能存在的问题,1,）,桩端沉渣厚度（取芯后原型毕露）；,2,）桩身混凝土质量；,1,、,新技术及新桩型的采用（如根植桩，干法施工，新型注浆手段）,2,、新型及可靠检测手段的采用,思考,二、基础厚底板钢筋施工,超高层桩基、底板特点,1,）,单桩承载力高导致桩身纵向钢筋含钢率较高，纵,筋密度；,2,）为提高地基承载力，往往桩基采用梅花型布桩,；钢筋施工更加困难,3,）基础底板较厚，基础底板钢筋直径较粗,。,4,）上部剪力墙钢筋排列方向有可能与底板钢筋不一致,基础底板施工可能存在问题,1,）,斜平面向布置的竖向结构构件（如剪力墙、巨柱）,纵筋,，,柱脚锚栓与基础底板板面钢筋的关系；,2,）钢筋支架、锚栓支架与基础底板钢筋的关系。,3,）,底板板底钢筋与,桩顶钢筋,相冲突,；,底板钢筋支架,柱或钢板剪力墙支架,围护结构预留钢筋接驳器的连接,三、钢板剪力墙施工顺序,钢板剪力,墙施工顺序,1,）钢板剪力墙分段高度与剪力墙竖向预留钢筋机械接头高度关系（一级接头,50%,错开）；,2,）剪力墙边缘构件箍筋与墙身栓钉之间的关系（避免箍筋与栓钉平面位置重叠；否则需先施工箍筋，再插入纵筋）；,钢板剪力墙施工顺序,钢板剪力,墙施工顺序,约束边缘构件竖向钢筋绑扎,约束边缘构件箍筋拉钩绑扎,剪力墙内侧竖向钢筋绑扎,剪力墙内侧水平钢筋绑扎,钢板剪力墙施工顺序,钢板剪力,墙施工顺序,剪力墙中部竖向钢筋绑扎,剪力墙外侧水平钢筋绑扎,剪力墙中部水平钢筋绑扎,剪力墙外侧竖向钢筋绑扎,钢板剪力墙施工顺序,钢板剪力,墙施工顺序,套剪力墙拉筋,(,剪力墙拉筋施工工序同拉筋与钢板的连接方式相关）,剪力墙混凝土浇筑,钢板剪力墙分段,钢板剪力,墙分段原则,1,）,保证穿孔箍筋，分段点处的连接板不能阻挡箍筋孔；,2,）钢板墙分段需避开钢筋接驳器；,3,）钢板墙分段位置需避开对拉螺杆；,4,）须,考虑现场塔吊的起重量,；,5,）,不能和爬升模架桁架结构冲突。,钢板墙是从顶模架上方吊入，钢板墙分段需避开顶模桁架和顶模架上的滑梁。,6,）钢板墙分段需考虑构件运输和爬升模架所留孔洞。,7,）钢板墙分段需,考虑结构受力特点,（钢板主要受力为竖向受压、抗剪还是伸臂加强层可能还存在水平向拉应力）；,8,）钢板墙分段需考虑,减少焊缝热影响以及由于钢板面外刚度较弱引起的焊接变形,。,钢板剪力墙现场连接,钢板剪力墙现场连接,1,）焊缝连接；,优点：连接强度高；,缺点：现场焊接工作量大；,钢板残余应力较高；,钢板焊接变形控制要求高。,2,）高强螺栓连接；,优点：现场焊接工作量小；,钢板残余应力较小；,钢板变形容易控制；,缺点：对于较厚钢板难以达到,等强连接,；,钢板加工以及现场安装精度要求高；,加劲肋,现场拼接焊缝,钢板组合剪力墙钢筋裂缝控制,核心,筒混凝土钢板,剪力,墙裂缝控制措施,1,）控制设置钢板墙体长度,优化钢板墙的布置；,2,）钢板、栓钉约束；,3,）其他约束条件（基础底板）；,4,）必要时对钢板进行预热,4,）混凝土配比与,养护措施；,5,）墙体水平钢筋间距。,仅核心筒外墙设置钢板,仅核心筒角部设置钢板,优化钢板墙的布置,中部螺栓,连接,角部焊接连接,优化钢板墙连接方式,优化钢板墙连接方式,焊接连接,螺栓连接,核心筒钢板剪力墙的构造,拉筋连接方式,1,）与钢板边构造钢筋网片连接；,2,）与钢板采用钢筋连接器连接；,3,）约束区钢板,局部开孔穿过；,优化钢板,剪力墙钢筋构造,巨柱配筋方式,钢板混凝土剪力墙配筋方式,不少于,4,排钢筋,巨柱及核心筒墙体配筋要求,伸臂桁架,连接节点的,处理（,焊接或螺栓连接,）,伸臂桁架,连接节点的,处理（,焊接或螺栓连接,）,核心筒,巨 柱,伸臂桁架,环带桁架,核心筒,伸臂桁架,1500,深圳,平安,武汉,绿地中心,巨柱,核心筒,伸臂桁架,2590,伸,臂桁架与核心筒连接,节点,焊缝第三方检测的必要,环带桁架连接节点的处理（,焊接或螺栓连接,）,环带桁架,柱与核心筒竖向变形差异的控制方式,控制封闭时间,控制构件应力,伸臂桁架连接节点的处理,南京绿地紫峰,减少施工期间竖向构件变形差异的措施,弹性竖向变形差；,钢筋混凝土收缩徐变竖向变形差；,基础盆式沉降竖向变形差。,顶模系统,顶模系统有效提高核芯筒施工速度,1,）顶模系统高度与施工工序（钢结构施工、土建施工,）,2,）,顶模系统与伸臂桁架的关系,3,）,顶模系统与塔吊系统的关系（塔吊形式、顶升方案,）,4,）,顶模系统设计考虑核芯筒内部钢结构楼面构件吊装。,5,）,顶模系统对核心筒混凝土墙体的影响（砼龄期、单片墙肢的稳定）,顶模系统与伸臂桁架的关系,伸臂桁架与核心筒角部连接节点的施工,顶,模桁架,核心筒,主塔吊,主塔吊,顶模桁架,伸臂桁架节点,核心筒,顶模与伸臂桁架的相对关系,900mm,因顶模桁架杆件之间间隙较小,，铸钢件及钢板节点总宽度超过桁架间隙，无法从桁架上部,进行,吊装。,1800mm,1200mm,铸钢节点,焊接钢板节点,顶模与伸臂桁架的相对关系,顶模新增开口位置，吊装完毕后再进行封闭,铸钢件吊装,钢丝绳穿过桁架空隙,铸钢件从桁架下部平移就位,原拆除构件上焊接临时连接板，利用临时螺栓进行恢复,顶,模设计时未考虑主体结构的设计特点，使得顶模桁架需进行改造，施工难度增加，且存在施工风险。,施工组织应做到设计施工一体化,顶模改造,顶模开合机构,高,适应性可变机构研究与设计,开合机构设计,在钢框架角部设置开合机构，当核心筒施工至伸臂桁架层时，整体或局部打开钢框架角部架体，以便核心筒施工。,巨型桁架的施工验算,施工验算必须非常注意施工工况,。,1,）卸载时巨柱实际施工状况；,2,）卸载时转换上部结构的荷载情况。,中部核心筒与下部核心筒的,转换施工,连接梁采用螺栓连接,传统方式：每区设置转换桁架,部分悬挂结构的施工,改进方式：隔区设置转换桁架,转换桁架的布置,新消防规范实施后，每个避难区之间的层数减少至,10,层。,次框架施工,采用设置临时支撑（沙箱）的形式，实现悬挂结构的施工）,竖向受力单元,（下托式）,竖向受力单元,（下托,+,上挂式）,部分悬挂体系的施工,为了防止转换大梁处应力过大，要求,77,层处,20,根箱型次柱预留，等主体结构封顶，,77,层以上外框结构与第五道环带桁架形成倒挂体系，且外框沉降变形趋于稳定后方可安装。,77,层后装段,第五道环带桁架,77,层以上荷载传递至第五道环带桁架形成倒挂体系。,沙箱布置：,根据施工模拟计算结果得出柱脚最大反力及相对位移值，在转换大梁及后装段处对称均匀的布置沙箱卸载装置。,转换大梁安装支撑胎架沙箱卸载装置平、立面布置图,高空,大吨位、高精度卸载技术,每部转换大梁支撑胎架上设置沙箱卸载装置,5,组（,14,套），共,56,套。,后装段支撑胎架顶部每根竖向小立柱两侧各设置砂箱卸载装置一组，每组,2,套，每侧胎架上设置,5,组,特殊钢结构安装及复杂内力分部调整技术,巨型柱构造,巨柱构造：,栓钉的设置（内部板件、外部板件，节点区域）；,流淌孔、透气孔的设置；,纵向钢筋的配置（减小混凝土收缩、徐变）,巨型柱混凝土密实度检测,巨柱混凝土密实度检测：,敲击法（比较粗糙）；,钻孔取芯,超声波检测法（局限性，价格贵，如何判断检测结果）；,压电陶瓷检测法（价格贵，需预埋元件）；,模拟柱的试验。,钢管混凝土柱组装焊缝,建议管,混凝土柱组装焊缝采用以下方案：,横向焊缝均采用全熔,透（对接焊缝）；,纵向外部焊缝采用全熔透；,对影响较小的纵向内部焊缝可采用部分熔透形式,。,对于尺寸较大钢管混凝土柱内部设置钢筋笼，增加内部混凝土的延性。,巨型柱混凝土密实度检测,巨柱混凝土密实度检测（足尺模拟柱）：,巨型柱钢结构吊装,巨柱钢结构制作安装：,钢结构制作安装关键因素,钢板尺寸；,塔吊起重重量；,运输条件限制；,巨柱钢结构分段方案,水平分缝,竖向分缝,巨型柱节点钢结构,分段、施工流程,巨型节点施工,钢结构制作；,钢结构分段、吊装；,钢筋混凝土施工。,施工塔吊的布置,施工塔吊的布置（外挂式）,南北两台,ZSL2700,施工塔吊；,东西两台,ZSL1250,施工塔吊；,均为外挂塔吊；,施工塔吊的布置,施工塔吊的加固方案,外墙厚度,900,1400mm,，采用加强墙体配筋的形式。,外墙厚度,400,700mm,，增加加固杆件，避免墙体平面外受力。,塔吊布置形式的建议（塔吊拉压杆与内墙对齐避免墙体平面外受力）,加固杆件,加固杆件,施工塔吊的布置,施工塔吊的布置,（内扶式,+,外挂式,）,外挂,ZL380,施工,塔吊；,内扶,M760DX,施工,塔吊,；,施工塔吊的布置,外挂塔吊采用,ZL380,，墙体平面外受力较大，设置了水平内支撑；,水平内支撑的刚度应与墙体平面外刚度匹配；,施工塔吊的布置,外挂塔吊支撑架后侧增加转换构件，使塔吊连接点与主体结构内墙对齐，减少主体结构加固工作量。,转换构件,施工塔吊的布置,由于,塔吊在施工过程中长期使用，受偶然因素的影响较多，应对塔吊支撑点上下楼层范围内的混凝土与钢筋、塔吊支撑构架中主要受力构件的应力以及变形进行监测，以确保塔吊的安全运行及主体结构的安全,。,核芯筒领先外框高度,核芯筒施工进度领先于外框,施工,1,）施工阶段核芯筒强度以及稳定性进行验算；,2,）施工阶段结构分析需考虑因素：,施工阶段实际结构情况；,施工阶段实际荷载情况；,施工措施对结构的影响；（塔吊、顶模等因素）,首层堆载、施工荷载对首层梁板的影响,首层具有较大的施工荷载，如施工通道，材料堆场,；,设计施工单位,应对结构施工图中梁板配筋进行复核，根据实际施工荷载进行加强处理,。,预先提出，代价较小,通道塔的设计,通道塔的功能,招标阶段：满足业主提前运营的要求；,施工阶段：提高改善施工阶段竖向运输的能力和条件；,通道塔的设计,通道塔结构形式,钢结构框架：自身刚度弱，主要依靠主塔楼刚度；,每隔两层通过附墙杆件与主体结构楼板相连（钢筋桁架楼板）；,通道塔的设计,温度作用的考虑,原方案：四根附墙杆与塔楼楼板刚性连接；,改进方案：三根附墙与塔楼楼板杆刚性连接；释放温度内力。,谢 谢！,