空间弯扭钢结构施工技术.doc

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1、空间弯扭钢结构施工技术报告中国二十二冶集团北京天润建设有限公司二零一二年五月二十日22空间弯扭钢结构施工技术报告1、课题摘要随着建筑业的快速发展，钢结构在建筑市场占有的比例越来越大，建筑造型越来越新颖，结构随之越来越复杂，特别是大跨度空间弯扭结构，传统的钢筋混凝土结构是无法满足结构受力以及建筑造型的要求。相对于钢筋混凝土结构，钢结构具有自重轻强度高、延展性好、施工周期短、抗震性能好、可工业化生产等特点，能够满足各种复杂建筑造型的要求。工业化生产能够保证空间扭曲结构构件的质量以及精度要求，如何将这些成品构件通过施工现场

2、组装成一个建筑成品，满足结构与建筑的要求，因此需要一套空间弯扭钢构件安装技术。中国二十二冶集团北京天润建设有限公司开展了一系列科技创新活动，实践了一整套空间弯扭钢结构施工方法，取得了良好的效果。于2012年5月份通过国内科技查新。本文结合凤凰国际传媒中心工程的应用实际，主要介绍了莫比乌斯环空间弯扭钢结构施工技术。2、立题依据2.1本课题研究项目发展概况及趋势钢结构在建筑市场占有的比例越来越大，建筑造型越来越新颖，结构随之越来越复杂，特别是大跨度空间弯扭结构，传统的钢筋混凝土结构是无法满足结构受力以及建筑造型的要求。复

3、杂的莫比乌斯环空间弯扭结构的钢构件呈现双向弯扭形式，这种结构在中国乃至世界较为少见，对施工单位是一种挑战，而通过该结构的施工有利于积累复杂钢结构的施工经验，为同类型复杂空间弯扭钢结构施工技术提供依据。与国内外同类技术水平比较，这种莫比乌斯环空间弯扭钢结构施工技术具有安全可靠、节约成本、施工速度快、安装精度高、经济效益和社会效益显著的特点。以其精美的造型、流畅的线条为世人呈现一件完美的建筑艺术品。3、技术方案3.1研究的主要技术指标（1）异形结构巨型埋件深化设计精确，埋件角钢与钢筋相避开保证22埋件顺利精确安装；（2）

4、铸钢万向铰支座的应用及准确定位；（3）莫比乌斯环空间弯扭钢构件保证加工精确，以保证现场安装准确；（4）莫比乌斯环空间弯扭钢构件安装工序复杂，合理安排工序保证钢结构顺利安装；（5）莫比乌斯环空间弯扭钢结构合拢对接准确；（6）莫比乌斯环空间弯扭钢结构卸载达到合理、有序、平稳、缓慢、均匀、可操作的效果；（7）莫比乌斯环空间弯扭钢构件空间定位准确；（8）空间格构柱支撑应用保证构件安装方便准确；（9）双曲幕墙连接杆与主肋同时加工制作，保证幕墙杆件与主肋一样线形光顺、圆滑。3.2需要解决的技术问题（1）异形结构巨型埋件深化设计及

5、安装；（2）铸钢万向铰支座的应用及定位；（3）莫比乌斯环空间弯扭钢构件加工；（4）莫比乌斯环空间弯扭钢构件安装；（5）莫比乌斯环空间弯扭钢结构合拢；（6）莫比乌斯环空间弯扭钢结构卸载；（7）莫比乌斯环空间弯扭钢构件空间定位；（8）空间格构柱支撑应用；（9）双曲幕墙连接杆与主肋同时加工制作。3.3本课题研究实施过程3.3.1巨型埋件深化设计与安装施工外壳钢结构主次肋落脚点位于-0.2m标高位置的楼板上，主次肋与混凝土结构连接点采用预埋件进行过渡。最大预埋件为7m*2m，约8.6t，最小埋件为1.3m*1.3m,约0.9

6、2t，数量达116个。3.3.1.1巨型埋件深化原则（1）梁主筋根据箍筋支数设置，等间距摆放（根据角钢适当调整间距）；22（2）角钢位置可避开梁筋进行调整，但必须保证角钢数量与设计数量相符；（3）埋件四角处的角钢角与钢板角相对应；（4）为了保证焊接强度，角钢与灌浆孔相避开；（5）距外壳主次肋焊缝100mm范围内不得开灌浆孔；（6）灌浆孔直径为150mm；（7）埋件角钢中心间距不得超过400mm，否则需加设角钢或者钢筋。典型埋件加工深化图3.3.1.2巨型埋件安装前要求巨型埋件锚爪角钢最大为L200，角钢占用空间大，数

7、量多，并且埋件部位配筋密集，角钢与梁板钢筋冲突。埋件需进行三维设计，以三维的方式展示埋件角钢与梁板钢筋间的相对关系，在规范及设计允许的范围内重新调整埋件角钢位置以及梁板钢筋的布置。3.3.1.3巨型埋件安装深化设计是在有限的空间进行埋件角钢以及梁板钢筋布置，深化设计时，埋件角钢与梁板钢筋间保证有效间隙。由于钢筋在加工、绑扎过程中存在着误差，钢筋绑扎前在模板上准确弹出埋件边线以及角钢位置，采用多层板1:1制作出角钢模型，并固定在模板上，然后再进行钢筋绑扎，埋件安装前取出模型即可。22大埋件安装大埋件预定位木箱3.3.2

8、莫比乌斯环钢结构加工制作3.3.2.1深化设计本工程钢结构屋架属超大跨度钢结构，由双向交叉双全梁结构及竖向支撑系统组成，长约130m，宽约124m，由箱形截面构件（轮廓尺寸为700mm*500mm）形成的梯形网格构成，且构件具有不同程度的空间扭曲特征。钢结构外表面为自由曲面，采用整体钢结构将办公楼和演播楼整体笼罩起来，整体钢结构为双向交叉双全梁