由于上部悬挑钢柱与地面混凝土结构墙不在一条轴线上,存在一定的偏心距。上部悬挑结构由于自身重力,对下部临时支撑钢柱根部产生很大的重力偏心弯矩,而钢柱根部不能抵抗弯矩,因此在临时支撑顶部设φ30圆钢拉结一道,与相邻非悬挑结构柱连接钢板采用双面贴角搭接满焊焊缝,搭接长度不小于100mm,具体形式及安装位置见附图5。
钢结构加工→非悬挑主体钢结构安装→悬挑钢结构临时支撑安装→悬挑钢结构外边柱安装→悬挑钢结构梁安装→悬挑钢结构梁间支撑安装→压型钢板安装→临时支撑卸荷→压型钢板钢筋混凝土叠合层浇筑→防火涂料喷涂
以减少钢结构构件数量,方便吊装、方便组拼为目的,依据现场吊装设备最大吊重,将四层钢结构悬挑外边柱设计为带牛腿整柱,其余梁按照图纸要求深化设计。
支撑体系安装顺序:H300×300×10×15型钢柱主支撑柱→[16槽钢附加支撑→φ30拉结圆钢→钢垫板
根据深化图纸及结构受力分析,在每个悬挑结构外边柱下部设临时钢支撑一个,共设置6个,钢支撑设置平面图见附图3。
每个临时支撑体系选用HW300×300×10×15钢柱作为主支撑,根部使用6M20化学锚栓与钢筋混凝土墙锚固;为了防止临时支撑左右摆动失稳,在临时支撑两侧增设附加支撑,采用[16槽钢,两端分别与钢柱顶板及预埋板焊牢,夹角为60度,根部使用4M20化学锚栓与钢筋混凝土墙锚固,临时支撑结构形式见附图4。
从号料、划线、切割、坡口加工、制孔、定位焊、焊接、涂装等方面严格控制确保加工质量,对拼板、下料、组立、自动埋弧焊、矫正、柱梁组装、H型钢梁连接板装配、制孔加工精度控制、边缘加工等施工工艺严格要求确保加工精度。
悬挑结构位于肥槽正上方,在肥槽没有回填前,由于没有有效平整场地,临时支撑不能设置在肥槽内;在回填土完成后,上部结构传导重力较大,沉降周期内新回填土在压力作用下还会发生沉降,承载力不能满足要求,所以临时支撑不能设在新回填土上,最后结合场地情况,选择利用地下室窗井钢筋混凝土外墙作为临时支撑基座。
由于悬挑结构受力后,会产生一定挠度。为改善外观和使用条件,减小挠度,可将结构预先起拱。预起拱值为跨度的2/1000,本悬挑结构为独臂悬挑,预起拱值=悬挑长度×2×2/1000=30mm。
在临时支撑安装过程中,严格观测临时支撑顶部标高,及时调整垫板厚度,保证结构预起拱同步。
地上钢结构在标高3.5m 、①~轴处外挑7.8m,共悬挑四层,悬挑部位平面及剖面如图1~2所示。
钢柱柱脚与混凝土接触面的剪力为102.8kN,而钢板与混凝土之间也存在着摩擦力,此摩擦力的大小受压力、摩擦系数的影响。钢与混凝土摩擦系数:潮湿为0.3,干燥为0.45,最大静摩擦力=297.1kN×0.45=133.7kN,完全可以抵抗剪力,钢柱柱脚不会发生滑移。
本工程难点如下:①悬挑部位H型钢钢结构构件多,悬挑宽度达7.8m,吊装和高空组拼施工难度大;②悬挑部位H型钢钢结构位于基坑肥槽内,临时支撑的有效设置要求高,安全风险大;③为保证施工安全和施工质量,钢结构组拼顺序和混凝土楼板浇筑顺序复杂;④为保证结构安全,悬挑部位结构沉降预控和沉降观测要求严。
北京大学微电子大厦工程总建筑面积 16922.7?,地下二层,地上主体部位五层,悬挑部位四层,建筑高度18m;地下为钢筋混凝土劲性结构,地上为纯钢结构,总用钢量约1800吨,建成后将作为教学楼及科研楼所使用。
本工程主要采用箱型柱(BOX柱)和十字柱两种形式,楼层钢梁主要为H型钢梁,楼面采用YXB65-170-510压型钢板组合楼盖。
由于上部钢结构与下部支撑结构的接触面为钢板接触面,所以此处属未处理的钢板接触面,抗滑移系数为0.3,此时临时支撑在受力后会发生变形,产生向外滑移的力,而摩擦力可抵消一部分水平向外的力。实际上φ30圆钢受力的很小的,变形量也随之减小。
临时支撑上部传递荷载按照最大支撑面积范围内钢结构自重、压型钢板重量、钢筋混凝土叠合楼板重量及施工荷载综合计算为300KN,具体临时支撑受力分析见附图6。
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