一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法与流程

本发明涉及到建筑施工，具体涉及到一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法。

背景技术：

1、为了实现建筑中大跨度空间、跃层空中花园、大净空、功能转换等需求，通常会在地上结构沿建筑立面设置环向转换结构，环向转换结构传统的施工工艺有两种，一是逐层逐段依次安装，通过结构自身承担施工阶段的自重和构件偏心带来的附加荷载；二是采用格构式支撑胎架进行竖向回顶支撑，高空散装。

2、在实际施工过程中，采用第一种方法施工时，大偏心倾斜构件会在施工阶段产生结构永久变形，产生附加应力会削弱结构的承载力。采用第二种施工方法时，施工阶段格构式支撑胎架分担的竖向荷载大，对胎架承载力要求高，胎架支点多，用量大，而且对胎架基础的首层梁板承载力要求高，需要对首层梁板进行二次加固，施工复杂和麻烦。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：

4、首层混凝土环梁施工，在所述混凝土环梁中埋设预埋件，在所述混凝土环梁的节点处分别设置第一段钢柱，所述第一段钢柱的竖向高度大于所述混凝土环梁的高度；

5、在每个所述第一段钢柱处分别设置多个第一段斜撑，并在所述第一段钢柱与所述第一段斜撑之间设置结构梁，所述第一段斜撑的设置高度高于所述混凝土环梁，所述结构梁靠近所述第一段钢柱的上端部处设置；

6、在所述预埋件上分别设置第一段竖向支撑柱，在所述第一段竖向支撑柱与所述第一段斜撑之间、相邻的所述第一段竖向支撑柱之间分别布置水平对撑梁，以形成环向封闭结构；

7、向所述第一段钢柱和所述第一段斜撑内灌注混凝土；在所述第一段钢柱和所述第一段斜撑上方设置上部桁架，完成所述上部桁架施工后拆除所述第一段竖向支撑柱和所述水平对撑梁。

8、本施工方法在环向转换结构施工阶段处于环状封闭和内部自平衡状态，对塔楼各个节点(比如四个角部)处钢柱的附加弯矩接近为零，保证结构施工质量和结构安全。

9、本施工方法所采用的临时支撑体系结构简单，施工方便，所需截面尺寸小，减少施工措施投入量。利用结构对称的特点，临时支撑体系主要负责水平传力，竖向荷载小，用于生根的混凝土环梁承载力要求低，下部可免回顶或加固。

10、进一步的，在完成所述第一段钢柱和所述第一段斜撑内混凝土的灌注后，继续在所述第一段钢柱上设置第二段钢柱，在所述第一段斜撑上设置第二段斜撑，在所述第一段竖向支撑柱上设置第二段竖向支撑柱；在所述第二段钢柱与所述第二段斜撑之间设置第二层结构梁，在所述第二段竖向支撑柱与所述第二段斜撑之间、相邻的所述第二段竖向支撑柱之间分别布置第二层水平对撑梁，以形成第二层环向封闭结构；向所述第二段钢柱和所述第二段斜撑内灌注混凝土后再进行所述上部桁架施工，完成所述上部桁架施工后拆除所述第一段竖向支撑柱、所述第二段竖向支撑柱、所述水平对撑梁和第二层水平对撑梁。

11、进一步的，采用形成所述第二层环向封闭结构的方法，设置第三段钢柱、第三段斜撑、第三层结构梁、第三段竖向支撑柱和第三层水平对撑梁以形成第三层环向封闭结构。

12、采用同样的方法能够继续多层的设置，安全性较高，能够满足超高巨型转换结构的施工要求。

13、进一步的，同侧的所述第一段竖向支撑柱之间还分别设有x型斜支撑，在拆除所述第一段竖向支撑柱时也进行所述x型斜支撑。相应的每段竖向支撑柱之间都会设置x型斜支撑，形成每层的对撑门式钢架；在后续拆卸过程中也可以逐一完整拆除。

14、进一步的，所述第三层环向封闭结构上的上部桁架施工完成后，自上段向下段逐层拆除临时支撑体系；所述临时支撑体系包含所述第三层水平对撑梁和第三段竖向支撑柱、所述第二层水平对撑梁和第二段竖向支撑柱、所述第一段竖向支撑柱和所述水平对撑梁。拆除临时支撑体系后，本带空腔环向转换结构主要包括底部的首层混凝土环梁，四角的格构结构，和所述格构结构上的上部桁架，这些结构基本是处于环向结构的四个立面内的，不会向内、向外凸出，不仅自平衡能力较好，也有利于后续的建筑安全施工。

15、进一步的，所述混凝土环梁为矩形结构，每条边上分别设置多个所述预埋件，转角处分别设置所述第一段钢柱。

16、进一步的，每个转角处的一对所述第一段斜撑分设在所述矩形结构相邻的两个侧立面上，所述第一段斜撑与所述第一段钢柱之间的夹角为5～15度。

17、进一步的，上下逐段连接的所述第三段斜撑、所述第二段斜撑和所述第一段斜撑的倾斜角度一致，每层的所述结构梁分别等高设置，所述第三层结构梁、所述第二层结构梁和所述结构梁均上下平行布置。

18、进一步的，所述上部桁架包括桁架下弦梁和桁架上弦梁，所述桁架下弦梁和所述桁架上弦梁之间还设有桁架竖梁以及桁架斜梁。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本施工方法在环向转换结构施工阶段处于环状封闭和内部自平衡状态，对塔楼各个节点处钢柱的附加弯矩接近为零，保证结构施工质量和结构安全；2、本施工方法所采用的临时支撑体系结构简单，施工方便，所需截面尺寸小，减少施工措施投入量。利用结构对称的特点，临时支撑体系主要负责水平传力，竖向荷载小，用于生根的混凝土环梁承载力要求低，下部可免回顶或加固；3、采用同样的方法能够继续多层的设置，安全性较高，能够满足超高巨型转换结构的施工要求。

技术特征：

1.一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，在完成所述第一段钢柱和所述第一段斜撑内混凝土的灌注后，继续在所述第一段钢柱上设置第二段钢柱，在所述第一段斜撑上设置第二段斜撑，在所述第一段竖向支撑柱上设置第二段竖向支撑柱；在所述第二段钢柱与所述第二段斜撑之间设置第二层结构梁，在所述第二段竖向支撑柱与所述第二段斜撑之间、相邻的所述第二段竖向支撑柱之间分别布置第二层水平对撑梁，以形成第二层环向封闭结构；向所述第二段钢柱和所述第二段斜撑内灌注混凝土后再进行所述上部桁架施工，完成所述上部桁架施工后拆除所述第一段竖向支撑柱、所述第二段竖向支撑柱、所述水平对撑梁和第二层水平对撑梁。

3.根据权利要求2所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，采用形成所述第二层环向封闭结构的方法，设置第三段钢柱、第三段斜撑、第三层结构梁、第三段竖向支撑柱和第三层水平对撑梁以形成第三层环向封闭结构。

4.根据权利要求1所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，同侧的所述第一段竖向支撑柱之间还分别设有x型斜支撑，在拆除所述第一段竖向支撑柱时也进行所述x型斜支撑。

5.根据权利要求3所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，所述第三层环向封闭结构上的上部桁架施工完成后，自上段向下段逐层拆除临时支撑体系；所述临时支撑体系包含所述第三层水平对撑梁和第三段竖向支撑柱、所述第二层水平对撑梁和第二段竖向支撑柱、所述第一段竖向支撑柱和所述水平对撑梁。

6.根据权利要求1所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，所述混凝土环梁为矩形结构，每条边上分别设置多个所述预埋件，转角处分别设置所述第一段钢柱。

7.根据权利要求6所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，每个转角处的一对所述第一段斜撑分设在所述矩形结构相邻的两个侧立面上，所述第一段斜撑与所述第一段钢柱之间的夹角为5～15度。

8.根据权利要求3所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，上下逐段连接的所述第三段斜撑、所述第二段斜撑和所述第一段斜撑的倾斜角度一致，每层的所述结构梁分别等高设置，所述第三层结构梁、所述第二层结构梁和所述结构梁均上下平行布置。

9.根据权利要求1所述的用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，其特征在于，所述上部桁架包括桁架下弦梁和桁架上弦梁，所述桁架下弦梁和所述桁架上弦梁之间还设有桁架竖梁以及桁架斜梁。

技术总结
本发明公开一种用于带空腔环向转换结构自平衡的施工方法，包括首层混凝土环梁施工，在所述混凝土环梁中埋设预埋件，在所述混凝土环梁的节点处分别设置钢柱、斜撑和结构梁；在所述预埋件上分别设置竖向支撑柱，在竖向支撑柱与斜撑之间、相邻的竖向支撑柱之间分别布置水平对撑梁，以形成环向封闭结构；向钢柱和斜撑内灌注混凝土；在钢柱和斜撑上方设置上部桁架，完成所述上部桁架施工后拆除竖向支撑柱和水平对撑梁。本施工方法在环向转换结构施工阶段处于环状封闭和内部自平衡状态，对塔楼各个节点处钢柱的附加弯矩接近为零，保证结构施工质量和结构安全。

技术研发人员：陈钰明,姚建忠,佘志刚,张杨,李奇,刘翔,李科,周志刚
受保护的技术使用者：中建三局钢构科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16