建筑中钢结构桁架结构的应用

建筑中钢结构桁架结构的应用

谭磊科

身份证号码 : 61012419871006****

摘要：随着中国国民经济的快速发展，出现了各种复杂的钢结构，尤其是工业和民用建筑。大跨度，大空间钢结构形式多样，外形美观，经济实惠，越来越受到人们的青睐。这种大跨度钢桁架的吊装施工过程是关键技术。目前，我国大多数大型钢结构屋顶采用大跨度钢桁架的设计形式。
关键词：超高层；施工技术；吊装
引言

在市场经济的快速发展下，建设项目的规模和数量不断扩大，城市土地资源越来越稀缺。在这样的背景下，高层建筑随着时代的发展而出现，它们在土地面积上的总面积得到了很大的改善，既节约了土地资源，又降低了建筑企业的成本。但是，对高层建筑的施工技术和施工方法的要求也相应提高，需要更复杂的技术来保证高层建筑的施工质量和安全。钢结构结构优化了操作过程。自重，轻质强度和高强度有效地提高了建筑物的整体结构强度，更适合高层建筑施工。在钢结构施工中，安装是整个工程的重点，因此要确保安装顺序的标准化和连续性，严格按照施工规范，确保钢结构的顺利施工。建筑施工对钢结构桁架的使用逐渐增多，钢结构桁架施工具有结构稳定和耐久性好的优势，但施工难度相对较大，对吊装和施工控制都有很高的要求。因此，在施工中必须做好技术控制，以保证工程的施工质量，达到预期的施工效果。

1工程概况
某建筑工程按照不同的受力特性，可将避难层设置的桁架钢结构大致分成以下三个部分：第一，伸臂桁架；第二，水平支撑；第三，腰桁架。在桁架之间采用巨型斜撑进行连接，用于提高结构稳定性与整体性。建筑主塔楼布置有5道钢结构桁架，伸臂桁架主要由直接从核心筒结构穿越的4榀组成，而腰桁架也由4榀组成。现围绕本工程实际情况，对其钢结构桁架结构做如下分析。
2伸臂桁架施工
对伸臂桁架而言，其安装共分以下两个部分，筒内与筒外的构件。因核心筒要比外框先进行施工，所以要先对筒内构件进行安装，在外框施工到伸臂桁架处后，对外框构件进行安装。对于伸臂桁架，其安装顺序为：钢柱→下弦→上弦→腹杆。在筒内的劲性柱安装到指定位置后，由缆风绳进行固定。
2.1施工方法
在对内桁架构件进行安装时，应按照从下到上的顺序进行，先对劲性柱各节点进行安装，再对桁架的弦杆进行安装，最后对腹杆进行安装，各构件完成吊装以后，先通过临时连接板进行固定，在桁架结构进行完吊装后，校正准确无误采用螺栓加固，在上一道结构吊装之后对构件的对接位置进行焊接。
2.2分段吊装
因伸臂桁架的体积与自重都很大，所以在安装过程中要进行规划与分段，为吊装提供方便。将相邻的钢柱作为分段单元，使每个单元能够形成不同形状的构件。桁架中央下弦杆是质量最大的一个分段，重量达到21.4t，长度在12m左右，基本可以达到吊装需要。
2.3焊接施工
在对桁架进行整体焊接时，需要严格按照由两侧至中心的标准顺序，所有桁架的焊接都要从下部开始依次向上，先对核心筒部分和外框柱之间的对接点进行焊接，再对弦杆进行焊接，最后对腹杆进行焊接。
3腰桁架施工
腰桁架有以下两种形式：跨一层腰桁架；跨两层腰桁架。对于单榀腰桁架，主要由腹杆、外框柱及弦杆构成，位于南北两侧的桁架要比位于东西两侧的桁架强度高。其构件安装也需要通过吊装和拼装完成，按照以下顺序进行：外框柱安装→下弦杆安装→上弦杆安装→腹杆安装。
3.1施工方法
1#与5#腰桁架为跨越一层，而其它则为跨越二层，处于南北方向上的跨度为50m，东西为30m。对于单榀桁架的施工，需要严格遵循从下到上的顺序，在腰桁架安装到位后，实施整体校正与整体焊接。现场使用动臂塔吊进行对称安装，先安装南侧桁架，再安装东西两侧的桁架，最后对北侧桁架进行安装。
3.2分段施工
对于分段施工，腰桁架和伸臂桁架相似，在吊装的过程中都要实施合理的规划与分段，这样能为构件的吊装创造便利。将相邻的钢柱之间作为一个划分单元，把各单元分成米字形的单元构件，长度为6.8m左右；在外框柱中，分段质量可以达到35.4t，基本可以达到吊装需要。
3.3焊接施工
对腰桁架进行的整体焊接施工需要严格按照由中心开始，不断向两侧的次序实施。在对各榀桁架进行安装的过程中，要在上一跨的桁架完成吊装之后予以校正及焊接，并按照由下及上的顺序，先对弦杆进行焊接，再对腹杆进行安装[3]。
4斜撑施工
斜撑布置在巨型柱间，是外框柱结构的斜撑，对相邻的桁架层进行竖向连接，截面积按（1200×800×75×25）mm控制，由下至上一共存在6个相互交叉的单元，跨度为27.4m，沿竖向的实际高度为65m，分叉支腿的长度最大可以达到28.3m。在进行悬挑安装时，难以采取有效的固定措施，也缺少可靠的固定点位，并且悬挑端的每个方向都不能提供约束，始终处在自由变形的实际状态，这对测量定位是有很大影响的。
4.1施工流程
斜撑用倒链和塔吊相互结合的方法施工。在安装过程中，先对下段的钢支撑进行吊装，借助临时连接板对外框柱和吊装好的钢支撑进行加固，同时用倒链对钢支撑进行临时加固，由倒链完成对钢支撑的准确校正，之后对上段的钢支撑进行吊装，由临时连接板连接上、下两段钢支撑，以及上端钢柱的牛腿，在整体校正确认达到要求后，对钢支撑进行对接焊，此时即可完成一段钢支撑施工。

4.2同角度安装
斜撑伴随楼层不断向上施工，在相邻的钢柱结束安装后，对此段对应的斜撑进行吊装。先对斜撑实施科学合理的分段，再借助悬挑技术，在吊装的过程中对构件初始起吊角度进行预先调整，确保能和安装的角度完全相符；然后在斜撑表面布置吊耳，斜撑分段以上与以下均布置两个吊耳，要求所有吊装孔都处在吊耳上方首个孔。在对绑钩进行安装时，要在顶部钢丝绳增设倒链，同时借助倒链对钢支撑进行调整，与安装角度相符后开始起钩。
5临时连接
5.1钢构件的临时连接
采用合理的临时连接措施能保证工程安全，针对混凝土和钢梁之间的节点，在处在下翼缘标高位置的预埋件进行托板的焊接，将其作为对钢梁进行安装时的临时稳定支撑，在钢梁到达指定位置后，利用螺栓对抗剪板和钢梁进行连接，以此实现对钢梁的可靠固定。针对截面形状为H形的斜撑，它和箱形截面与水平撑之间的连接，在对构件进行测量与校正以后，经耳板与夹板用螺栓进行加固，待焊接操作结束后，直接拆除耳板。
5.2斜撑端口的临时固定
考虑到斜撑是典型的带有角度的构件，它的临时固定需要对倒链和耳板进行充分结合，根据结构的各项特征，能将其分成两种，即上端口的固定与下端口的固定。其中，下端口的固定方法和外框柱在对接过程中采用的固定方法相同，而上端口要通过倒链使钢梁和耳板之间有良好联系，以此形成稳定且可靠的结构。通过对临时拉杆的设置提供斜撑安装过程中的校正与固定措施，并在此基础上增加耳板规格，由双排螺栓加固。
6 结束语
综上所述，本建筑工程的钢结构桁架施工现已顺利完成，从施工实践可以看出，无论是伸臂桁架还是腰桁架，其构件分段长度及重量都能满足现场吊装要求。对于斜撑而言，采用倒链和塔吊相互结合的方法也能达到施工要求，并且还有很高的施工精度。此外，对箱型截面梁与钢梁而言，需要采用合理可行的临时连接与固定措施。
参考文献：
[1]高谋.钢结构桁架结构在建筑中的应用[J].建材与装饰,2018(11):21-22.
[2]费晓梅.高层建筑屋顶钢结构桁架安装控制要点[J].黑龙江科技信息,2017(10):240-241.
[3]叶常发.桁架檩条在大柱距钢结构建筑中的应用[J].福建建筑,2016(07):47-49+81.
[4]吴昌星,徐鹤松,董年才.超高层建筑钢结构桁架吊装技术[J].建筑机械化,2013,34(12):70-72.