超高层转换层钢结构建造方法与流程

1.本发明涉及钢结构施工技术领域，尤其涉及一种超高层转换层钢结构建造方法。


背景技术：

2.随着建筑业的发展，超高层建筑对大空间需求增加，为了营造大空间的建筑效果，转换层结构出现巨柱转换为外框结构这类的结构形式，使外框结构的荷载通过所述转换层结构传递给巨柱，并通过巨柱有效传递至地面上。转换层结构构件布置复杂、节点构件组合复杂且构件尺寸较大。
3.转换层结构中的超宽、超高及超重的钢构件，通常都会采用以下两种方法进行安装：方法一、安装重型塔吊来满足这类构件的吊装需求，但是转换层结构施工在整个建筑结构施工工期中只占了很小的一部分，仅仅为了转换层结构安装重型塔吊，会导致其余施工阶段中的施工机械性能过剩，浪费不必要的成本；方法二、选用大型汽车吊或者履带吊，由于大型汽车吊或者履带吊需要在栈桥板上施工，容易影响工期，同时也需要大量支撑，浪费不必要的成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超高层转换层钢结构建造方法，解决转换层结构中超宽、超高、超重构件吊装机械设备的选型问题，避免造成施工机械性能过剩，浪费不必要的成本。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种超高层转换层钢结构建造方法，，用于在多根巨柱上设置转换层钢结构，多根所述巨柱环绕一核心筒设置，包括：
6.建立所述转换层钢结构的bim模型，所述转换层钢结构包括上层钢结构及下层钢结构，所述上层钢结构位于所述下层钢结构的正上方，确定所述上层钢结构及所述下层钢结构的构件分段；
7.沿所述核心筒的周向设置多个临时支撑，所述临时支撑位于地下室的顶板上；
8.依次吊装所述下层钢结构的构件并连接成一个整体，所述下层钢结构搁置在所述临时支撑上，连接所述临时支撑结构与所述核心筒；
9.依次吊装所述上层钢结构的构件并连接为一个整体，分别连接所述上层钢结构与所述巨柱、所述下层钢结构及所述核心筒。
10.可选的，选用汽车吊来吊装所述上层钢结构和所述下层钢结构的构件，所述汽车吊行走于所述地下室的顶板上。
11.可选的，在所述地下室的顶板上铺设路基箱。
12.可选的，所述路基箱与所述地下室的顶板间的高低差采用楔形块过渡。
13.可选的，沿所述核心筒的周向设置多个临时支撑之前，所述超高层转换层钢结构建造方法还包括：在所述地下室的混凝土梁下方加设人字撑以对所述地下室进行加固。
14.可选的，所述临时支撑的底部通过底部转换梁设置在所述地下室的顶板上。
15.可选的，沿所述核心筒的周向设置多个临时支撑之后，所述超高层转换层钢结构建造方法还包括：在每个所述临时支撑的顶部设置顶部转换梁，并在所述顶部转换梁的上方设置两个平行的刚性支撑，所述下层钢结构搁置在所述刚性支撑上。
16.可选的，在每个所述临时支撑的顶部设置顶部转换梁，并在所述顶部转换梁的上方设置两个平行的刚性支撑之后，所述超高层转换层钢结构建造方法还包括：在两个所述刚性支撑之间设置恒力千斤顶。
17.可选的，所述上层钢结构与所述巨柱之间通过伞状钢结构进行焊接。
18.可选的，所述临时支撑由多个塔吊标准节拼装而成。
19.本发明提供了一种超高层转换层钢结构建造方法，通过将上层钢结构及下层钢结构分段吊装，然后再连接为一个整体，解决了转换层结构中超宽、超高、超重构件吊装机械设备的选型问题，避免造成施工机械性能过剩，浪费不必要的成本。此外，利用临时支撑作为转换层钢结构的支撑，相比于传统的钢管支撑稳定性更好，并且可以直接作为施工人员上下所需的垂直通道，减少了操作脚手架的搭设。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的超高层转换层钢结构建造方法的步骤图；
21.图2为本发明实施例提供的下层钢结构的吊装示意图；
22.图3为本发明实施例提供的上层钢结构的吊装示意图；
23.图4为本发明实施例提供的下层钢结构的结构示意图；
24.图5为本发明实施例提供的上层钢结构的结构示意图；
25.图6为本发明实施例提供的地下室加固的结构示意图；
26.图7为本发明实施例提供的底部转换梁的结构示意图；
27.图8为本发明实施例提供的顶部转换梁的结构示意图；
28.图9为本发明实施例提供的路基箱的安装示意图；
29.其中，附图标记为：
30.10-巨柱；20-核心筒；30-下层钢结构；31-第一钢桁架结构；32-第一连接梁；40-上层钢结构；41-第二钢桁架结构；42-伞状钢结构；43-第二连接梁；50-临时支；51-底部转换梁；52-顶部转换梁；53-刚性支撑；54-恒力千斤顶；60-地下室；61-人字撑；70-汽车吊；80-路基箱；90-楔形块。
具体实施方式
31.下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
32.如图1-图3所示，本实施例提供了一种超高层转换层钢结构建造方法，用于在多根巨柱10上设置转换层钢结构，多根所述巨柱10环绕一核心筒20设置，包括：
33.步骤s1：建立所述转换层钢结构的bim模型，所述转换层钢结构包括上层钢结构40及下层钢结构30，所述上层钢结构40位于所述下层钢结构30的正上方，确定所述上层钢结构40及所述下层钢结构30的构件分段；
34.步骤s2：沿所述核心筒20的周向设置多个临时支撑50，所述临时支撑50位于地下室60的顶板上；
35.步骤s3：依次吊装所述下层钢结构30的构件并连接成一个整体，所述下层钢结构30搁置在所述临时支撑50上，连接所述临时支撑50结构与所述核心筒20；
36.步骤s4：依次吊装所述上层钢结构40的构件并连接为一个整体，分别连接所述上层钢结构40与所述巨柱10、所述下层钢结构30及所述核心筒20。
37.具体的，在执行步骤s1之前，先采用有限元分析软件对结构施工过程进行计算机仿真模拟，分析施工过程的合理性以及结构的稳定性。
38.然后再执行步骤s1，建立所述转换层钢结构的bim模型(建筑信息模型)，所述转换层钢结构包括上层钢结构40及下层钢结构30。请参照图2，本实施例中，所述核心筒20为已施工结构，所述核心筒20周围环绕设置有四根巨柱10，所述巨柱10由地下层向上延伸至第七层，所述下层钢结构30设置在第六层，所述上层钢结构40设置在第七层。
39.然后确定所述上层钢结构40及所述下层钢结构30的构件分段，如图4及图5，图4为本发明实施例提供的下层钢结构30的结构示意图，所述下层钢结构30包括第一钢桁架结构31及若干第一连接梁32，所述下层钢结构30整体呈方形，其四个顶角分别贯穿四根巨柱10，且所述下层钢结构30与所述巨柱10不连接，所述第一钢桁架结构31通过所述第一连接梁32与所述核心筒20连接。图5为本发明实施例提供的上层钢结构40的结构示意图，所述上层钢结构40包括第二钢桁架结构41、伞状钢结构42及若干第二连接梁43，所述上层钢结构40整体呈方形，所述上层钢结构40与所述巨柱10之间通过伞状钢结构42进行焊接且所述钢桁架结构通过所述第二连接梁43与所述核心筒20连接。所述第一钢桁架结构31及所述第二钢桁架结构41均通过若干钢构件焊接形成。
40.请参照图6，在执行步骤s2之前，所述超高层转换层钢结构建造方法还包括：在所述地下室60的混凝土梁下方加设人字撑61以对所述地下室60进行加固。由于后续需要采用吊装设备进行吊装以及需要搭建临时支撑50，为保证临时支撑50体系及吊装设备同时作用于地下室60顶板上时地下室60的结构承载力满足要求，故需要对地下室60结构采取加固措施，包括在混凝土梁板上增加配筋以及在顶板混凝土梁下方加设人字撑61。
41.接着执行步骤s2，沿所述核心筒20的周向设置多个临时支撑50，所述临时支撑50位于地下室60的顶板上。本实施例中，所述临时支撑50由多个塔吊标准节拼装而成。利用临时支撑50作为转换层钢结构的支撑，相比于传统的钢管支撑稳定性更好，并且可以直接作为施工人员上下所需的垂直通道，减少了操作脚手架的搭设。
42.本实施例中，请参照图7，所述临时支撑50的底部通过底部转换梁51设置在所述地下室60的顶板上。应当理解的是，由于存在临时支撑50的位置与后浇带重合的情况，现场可采用钢转换梁的形式将荷载分配至地下室60相邻的混凝土主梁上。
43.请参照图8，沿所述核心筒20的周向设置多个临时支撑50之后，所述超高层转换层钢结构建造方法还包括：在每个所述临时支撑50的顶部设置顶部转换梁52，并在所述顶部转换梁52的上方设置两个平行的刚性支撑53，所述下层钢结构30搁置在所述刚性支撑53上。通过设置顶部转换梁52及刚性支撑53以便于更好地支撑转换层钢结构。
44.本实施例中，在每个所述临时支撑50的顶部设置顶部转换梁52，并在所述顶部转换梁52的上方设置两个平行的刚性支撑53之后，所述超高层转换层钢结构建造方法还包
括：在两个所述刚性支撑53之间设置恒力千斤顶54。由于主楼在施工期间会产生沉降差异，通过在临时支撑50顶部加设恒力千斤顶54以保证临时支撑50的反力为恒定值，避免因主楼沉降导致临时支撑50的反力加大。此外，通过临时支撑50顶部的恒力千斤顶54，可以实时的对临时支撑50的轴力进行监测，并且通过自动控制系统保证了轴力始终处于可控可调的状态，确保了支撑体系及下部混凝土顶板结构的安全性。本实施例中，当转换层钢结构整体吊装及焊接全部完成后，恒力千斤顶54开始顶升，将转换层钢结构的荷载由刚性支撑53转移至恒力千斤顶54上。
45.然后执行步骤s3，依次吊装所述下层钢结构30的构件并连接成一个整体，所述下层钢结构30搁置在所述临时支撑50上，连接所述临时支撑50结构与所述核心筒20。结合图2及图4，本实施例中，所述下层钢结构30的构件搁置在临时支撑50顶部的刚性支撑53上，可先将下层钢结构30的四个顶角处的构件焊接完成后，再连接为整体的钢桁架结构，最后通过第一连接梁32将钢桁架结构与核心筒20连接起来，完成整个下层钢结构30的安装。
46.最后执行步骤s4，依次吊装所述上层钢结构40的构件并连接为一个整体，分别连接所述上层钢结构40与所述巨柱10、所述下层钢结构30及所述核心筒20。结合图3及图5，本实施例中，在下层钢结构30焊接的同时开始进行上层钢结构40构件的吊装。首先安装与巨柱10连接的伞状钢结构42，然后再安装伞状钢结构42之间的连接构件，所述上层钢结构40与所述下层钢结构30可通过立柱连接，所述上层钢结构40及所述核心筒20之间通过所述第二连接梁43连接。
47.本实施例中，选用汽车吊70来吊装所述上层钢结构40和所述下层钢结构30的构件，所述汽车吊70并围绕所述核心筒20行走于所述地下室60的顶板上。通过将上层钢结构40及下层钢结构30分段吊装及焊接，解决了转换层结构中超宽、超高、超重构件吊装机械设备的选型问题，避免造成施工机械性能过剩，浪费不必要的成本。
48.请参照图9，由于汽车吊70需要沿核心筒20的周向行走并定点吊装，为避免路面不平带来的影响，可在所述地下室60的顶板上铺设路基箱80。通过路基箱80进行抄平，以保证施工期间汽车吊70、钢构件运输车辆于高低楼板上正常通行，这类措施构件驳运及拆除方便，耗费的时间少，能够大大的降低了场地整平的成本。
49.本实施例中，所述路基箱80与所述地下室60的顶板间的高低差采用楔形块90过渡，以避免坡度过大影响路基箱80的使用寿命。
50.综上，本发明实施例提供了一种超高层转换层钢结构建造方法，用于在多根巨柱上设置转换层钢结构，多根巨柱环绕一核心筒设置，包括：建立转换层钢结构的bim模型，转换层钢结构包括上层钢结构及下层钢结构，确定上层钢结构及下层钢结构的构件分段；沿核心筒的周向设置多个临时支撑，临时支撑位于地下室的顶板上；吊装下层钢结构的构件并连接成一个整体，下层钢结构搁置在临时支撑上，连接临时支撑结构与核心筒；吊装上层钢结构的构件并连接为一个整体，分别连接上层钢结构与巨柱、下层钢结构及核心筒。通过将上层钢结构及下层钢结构分段吊装，然后再连接为一个整体，解决了转换层结构中吊装机械设备的选型问题，避免造成施工机械性能过剩，浪费不必要的成本。此外，利用临时支撑作为转换层钢结构的支撑，相比于传统的钢管支撑稳定性更好，并且可以直接作为施工人员上下所需的垂直通道，减少了操作脚手架的搭设。
51.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属
技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。