大面积钢结构吊挂层施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种大面积钢结构吊挂层施工方法，所述施工方法的安装顺序采用先支撑后吊挂和先卸荷后浇筑楼板混凝土的自下而上的安装顺序，所述先支撑后吊挂和先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的施工的工艺的工序分别为：先支撑后吊挂的施工工序包括：吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装，吊挂楼层钢梁吊装及连接，屋盖钢桁架吊装及连接，高强钢棒安装定位；先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的施工工序包括；吊挂层钢结构卸荷，屋盖钢结构卸荷，屋盖浇筑混凝土，吊挂层楼板分区域浇筑混凝土，根据吊挂楼层水平误差调节钢棒。本发明的施工方法解决了常规的自上而下安装顺序无法进行吊挂结构的吊装施工，解决了吊挂层楼板变形和容易开裂的难题。本发明方法适用于在钢屋盖下设置的多层钢结构吊挂层的安装施工。
【专利说明】大面积钢结构吊挂层施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢结构吊挂层施工方法，尤其涉及大面积钢结构吊挂层施工方法，属于钢结构建筑【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在采用大型钢桁架屋盖的建筑中，屋盖钢桁架下面的多层楼板可采用钢吊挂层结构。钢吊挂层结构可充分发挥屋面钢桁架的承载作用，节省内部楼板的竖向结构材料，同时满足了建筑内部大空间的要求。
[0003]天津大剧院工程，是天津市文化建设重点工程，其结构由屋盖钢桁架，吊挂层和钢筋混凝土剪力墙等形式复杂的结构组成，其中吊挂层设置在屋盖钢桁架下标高16m和21m，组成两层吊挂楼层，面积接近8000m2，长210m，最宽处达到55m。屋盖钢桁架由钢筋混凝土剪力墙筒体支撑。
[0004]所述吊挂层，为钢结构吊挂层，亦称吊挂楼层，其结构由吊挂层钢梁，吊挂层钢梁上边的压型钢板和压型钢板上面的混凝土楼板组成；位于屋盖钢桁架与吊挂层钢梁之间设有长度可调的吊挂钢棒，所述的吊挂钢棒吊设在屋盖钢桁架下部；
吊挂层结构受力传递的路径为自下而上传递，因此常规的自上而下安装顺序无法对大面积的吊挂层进行吊装施工。如何实施大面积钢结构吊挂层施工，是钢结构建筑工程界工程技术人员亟待解决的研究课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，提供一种大面积钢结构吊挂层施工方法，所述施工方法，为采用1、先支撑后吊挂和2、先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的自下而上施工方法，该施工方法解决了常规自上而下安装顺序无法进行大面积钢结构吊挂层的施工的问题，解决了吊挂层楼板变形和容易开裂的难题。
[0006]本发明为实现上述目的，所采用的技术方为:
一种大面积钢结构吊挂层施工方法，其安装顺序常规为自上而下安装顺序，其特征在于:其安装顺序为自下而上的安装顺序，所述钢结构吊挂层，其结构由吊挂层钢梁，吊挂层钢梁上边的压型钢板和压型钢板上面的吊挂层混凝土楼板构成，屋盖桁架与吊挂钢梁之间设有长度可调的吊挂钢棒，吊设在屋盖钢桁架下部吊挂钢棒，为H型钢，材质为Q345B，所述的自下而上的安装顺序，为采用I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的自下而上的安装顺序，所述的I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑屋盖、楼板混凝土的工艺流程的工序分别为:
I)先支撑后吊挂，其施工的工艺包括以下工序:
l-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体，
1-1吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装，
1-2吊挂楼层钢梁吊装及连接， 1-3屋盖钢桁架吊装及连接，
1-4高强钢棒安装定位；
2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土，其施工的工艺包括以下工序:
2-1屋盖钢结构卸荷，
2-2吊挂层钢结构卸荷，
2-3屋盖混凝土浇筑，
2-4吊挂层楼板分区域浇筑混凝土
2-5根据吊挂楼层水平误差调节钢棒；
所述的I)、先支撑后吊挂和2、)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的工艺流程的工序，具体操作分别如下:
I)、先支撑后吊挂
l-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体，
1-1吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装
临时支撑架，为采用工厂制作成标准节的形式的支撑架，运输至现场使用，现场搭设的临时支撑架是采用履带吊将支撑架安放在吊挂层钢梁及屋盖钢桁架的分段吊装施工的吊装分段位置上；
1-2吊挂楼层钢梁吊装及连接
1-3采用履带吊将吊挂楼层钢梁分段吊装在支撑架上并进行高空拼装，临时固定连
接；
采用履带吊将屋盖钢桁架分段吊装在支撑架顶端上，进行临时固定连接，而后准确就位，焊接连成整体屋盖；使屋盖的荷载转移到支撑屋盖的混凝土柱或剪力墙筒体上，此为“先支撑”;
1-4高强钢棒安装定位
待屋盖钢桁架安装完成后，再安装屋盖钢桁架与吊挂楼层钢梁之间的高强钢棒，所述高强钢棒通过高强螺栓将吊挂楼层钢梁与屋盖钢桁架节点预制配件相连接，将吊挂楼层钢梁吊在屋盖钢桁架下，此为“后吊挂”；
2、先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土
2-1屋盖钢结构卸荷和吊挂层钢结构卸荷施工 卸载原则
吊挂层与屋盖钢桁架用高强钢棒连接后，先对吊挂楼层卸荷，再对屋面钢桁架卸荷，此时屋盖及吊挂层的荷载转移到混凝土柱或混凝土剪力墙筒体上，吊挂楼层荷载转移到屋面钢桁架上，卸载总体原则是:“协调变形、卸载均衡”；
2-1-1吊挂层钢结构卸载方法
吊挂层在卸载之前必须先安装完高强钢棒，并收缩拧紧，然后根据上部结构的传力顺序进行卸载，每个支撑点位设两个螺旋千斤顶，采用“交替下降法”卸载，卸荷后拆卸临时支架；
2-2吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序的确定及屋盖的混凝土浇筑
2-2-1吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序确定及屋盖的混凝土浇筑 混凝土浇筑顺序共有两种方式 不同的浇筑顺序对吊挂层楼板混凝土结构的变形影响也不同，混凝土浇筑顺序共有两种方式:
浇筑顺序1:屋盖、吊挂层混凝土穿插浇筑，
浇筑顺序2:先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土 ；
其中浇筑顺序2更为合理，即先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土 ；
2-3分区域浇筑混凝土
先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土，屋盖钢桁架周边为悬挑状态，刚度较差，吊挂层混凝土浇筑时会对其产生影响，因此吊挂层楼板混凝土先浇筑中间部位，后浇筑外围部位，减小对屋盖钢桁架悬挑部位的影响，根据监测数据进行模拟计算，选择变形最小、变形最均匀的混凝土水平浇筑顺序，确定先后浇筑的区域，为防止对屋盖钢桁架四周悬挑部分产生不利变形影响，先浇筑吊挂楼层楼板中间区域混凝土，后浇筑悬挑形成的外围区域混凝土 ；
2-4根据吊挂楼层水平误差调节钢棒
连接吊挂楼层的高强钢棒具有长度可调节的功能，卸荷及楼板混凝土浇筑后根据监测结果，通过钢棒调节处调节高强钢棒长度，保证楼层水平标高同一高度。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明吊挂层施工方法流程示意图；
图2是吊挂层结构示意图；
图3是搭设安装临时支撑架的状态示意图；
图4是搭设安装吊挂层钢梁的状态示意图；
图5是搭设安装屋盖钢桁架的状态示意图；
图6是屋盖钢桁架与吊挂楼层钢梁之间安装高强钢棒示意图；
图7是屋盖钢结构和吊挂层钢结构卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土示意图；
图8是位于钢棒上设有钢棒调节处的示意图。
[0008]图2中:1钢结构桁架；3吊挂层钢梁；5吊挂层混凝土楼板；8压型钢板。
[0009]图3中:2支撑架；6履带吊。
[0010]图4中:2支撑架；3吊挂层钢梁；3吊挂层钢梁；6履带吊。
[0011]图5中:1钢结构桁架；2支撑架；6履带吊。
[0012]图6中:1钢结构桁架；3吊挂层钢梁；4钢棒。
[0013]图7中:1钢结构桁架；3吊挂层钢梁；4钢棒；5吊挂层混凝土楼板；8压型钢板。
[0014]图8中:4钢棒；7钢棒调节处；8压型钢板。
【具体实施方式】
[0015]为了使本【技术领域】的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例
[0016]一种大面积钢结构吊挂层施工方法，其安装顺序为自下而上的安装顺序，所述钢结构吊挂层，其结构如图2所示，由吊挂层钢梁3，吊挂层钢梁3上边的压型钢板8和压型钢板8上面的混凝土楼板5构成，屋盖桁架I与吊挂钢梁3之间设有长度可调的吊挂高强钢棒4，吊挂高强钢棒4吊设在屋盖钢桁架I下部，吊挂高强钢棒，为H型钢，材质为Q345B，所述的自下而上的安装顺序，为采用I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑楼板混凝土的自下而上的安装顺序，其工艺流程如图1所示，所述的I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的工艺流程的工序分别为:
1)先支撑后吊挂，其施工的工艺包括以下工序:
l-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体，
1-1吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装，
1-2吊挂楼层钢梁吊装及连接，
1-3屋盖钢桁架吊装及连接，
1-4高强钢棒安装定位；
2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土，其施工的工艺包括以下工序:
2-1屋盖钢结构卸荷，
2-2吊挂层钢结构卸荷，
2-3屋盖混凝土浇筑，
2-4吊挂层楼板分区域浇筑混凝土
2-5根据吊挂楼层水平误差调节钢棒；
所述的I)、先支撑后吊挂和2、)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的工艺流程的工序，具体操作分别如下:
I)、先支撑后吊挂
l-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体，
1-1吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装
临时支撑架2，为采用工厂制作成标准节的形式的支撑架2，运输至现场使用，现场搭设的临时支撑架2是采用履带吊6将支撑架2安放在吊挂层钢梁3及屋盖钢桁架I的分段吊装施工的吊装分段位置上，如图3所示；
1-2吊挂楼层钢梁吊装及连接
1-3采用履带吊6将吊挂楼层钢梁3分段吊装在支撑架2上并进行高空拼装，临时固定连接，如图4所示；
采用履带吊6将屋盖钢桁架I分段吊装在支撑架2顶端上，进行临时固定连接，而后准确就位，焊接连成整体屋盖，如图5所示，使屋盖的荷载转移到支撑屋盖的混凝土柱或剪力墙筒体上，此为“先支撑”；
1-4高强钢棒安装定位
待屋盖钢桁架I安装完成后，再安装屋盖钢桁架I与吊挂楼层钢梁3之间的高强钢棒4，如图6所示，所述高强钢棒4通过高强螺栓将吊挂楼层钢梁3与屋盖钢桁架I节点预制配件相连接，将吊挂楼层钢梁3吊在屋盖钢桁架I下，此为“后吊挂”；
2、先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土
2-1屋盖钢结构卸荷和吊挂层钢结构卸荷施工
屋盖钢结构卸荷后和吊挂层钢结构卸荷后的浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土，如图7所示；
卸载原则
吊挂层与屋盖钢桁架I用高强钢棒4连接后，先对吊挂楼层卸荷，再对屋面钢桁架I卸荷，此时屋盖及吊挂层的荷载转移到混凝土柱或混凝土剪力墙筒体上，吊挂楼层荷载转移到屋面钢桁架I上，卸载总体原则是:“协调变形、卸载均衡”;
2-1-1吊挂层钢结构卸载方法
吊挂层在卸载之前必须先安装完高强钢棒4，并收缩拧紧，然后根据上部结构的传力顺序进行卸载，每个支撑点位设两个螺旋千斤顶，采用“交替下降法”卸载，卸荷后拆卸临时支架2;
2-2吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序的确定及屋盖的混凝土浇筑
2-2-1吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序确定及屋盖的混凝土浇筑 混凝土浇筑顺序共有两种方式
不同的浇筑顺序对吊挂层楼板混凝土结构的变形影响也不同，混凝土浇筑顺序共有两种方式:
浇筑顺序1:屋盖、吊挂层楼板混凝土穿插浇筑，
浇筑顺序2:先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土 ；
其中浇筑顺序2更为合理，即先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土 ；
2-3分区域浇筑混凝土
先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土，屋盖钢桁架I周边为悬挑状态，刚度较差，吊挂层楼板5混凝土浇筑时会对其产生影响，因此吊挂层楼板5混凝土先浇筑中间部位，后浇筑外围部位，减小对屋盖钢桁架I悬挑部位的影响，根据监测数据进行模拟计算，选择变形最小、变形最均匀的混凝土水平浇筑顺序，确定先后浇筑的区域，为防止对屋盖钢桁架I四周悬挑部分产生不利变形影响，先浇筑吊挂楼层楼板5中间区域混凝土，后浇筑悬挑形成的外围区域混凝土；
2-4根据吊挂楼层水平误差调节钢棒
连接吊挂楼层的高强钢棒4具有长度可调节的功能，卸荷及吊挂楼层楼板5混凝土浇筑后根据监测结果，通过钢棒调节处7调节高强钢棒4长度，保证楼层水平标高同一高度。
[0017]本发明中，在施工过程中由于压型钢板8与混凝土尚未形成组合作用，需要采取合理的措施防止压型钢板8挠度过大等不利情况的发生，避免施工过程中压型钢板8直接承受较大的集中荷载；浇筑前应清理压型钢8表面的杂物和灰尘，以保证压型钢板8和混凝土之间的良好结合；施工前做好压型钢板的固定措施，防止压型钢板8被风掀起。
[0018]采用本发明的由下自上安装顺序施工方法，使天津大剧院工程的大面积钢结构吊挂层的施工得以成功施工安装，从而解决了常规自上而下安装顺序无法进行大面积钢结构吊挂层的施工的问题，解决了吊挂层楼板变形和容易开裂的难题。本发明方法适用于在钢屋盖下设置的多层钢结构吊挂层的安装施工。
[0019]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种大面积钢结构吊挂层施工方法，其安装顺序常规为自上而下安装顺序，其特征在于:其安装顺序为自下而上的安装顺序，所述钢结构吊挂层，其结构由吊挂层钢梁(3)，吊挂层钢梁(3)上边的压型钢板(8)和压型钢板(8)上面的吊挂层混凝土楼板(5)构成，屋盖桁架I与吊挂钢梁之间设有长度可调的吊挂高强钢棒(4)，吊设在屋盖钢桁架(1)下部吊挂钢棒(4)，为H型钢，材质为Q345B，所述的自下而上的安装顺序，为采用I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的自下而上的安装顺序，所述的I)先支撑后吊挂和2)先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土的工艺流程的工序分别为: I)先支撑后吊挂，其施工的工艺包括以下工序: 1-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体， 2)其施工的工艺包括以下工序: 2-1屋盖钢结构卸荷， 2-2吊挂层钢结构卸荷， 2-3屋盖混凝土浇筑， 2-4吊挂层楼板分区域浇筑混凝土 2-5根据吊挂楼层水平误差调节钢棒； 所述的I)、先支撑 后吊挂和2、)先卸荷后浇筑楼板混凝土的工艺流程的工序，具体操作分别如下: I)先支撑后吊挂 l-ο先施工完成支撑整体屋盖的混凝土结构，包括混凝土柱或混凝土剪力墙筒体， 1-1吊挂层及屋盖钢桁架临时支撑架的安装 临时支撑架(2)，为采用工厂制作成标准节的形式的支撑架(2)，运输至现场使用，现场搭设的临时支撑架是采用履带吊(6)将支撑架(2)安放在吊挂层钢梁(3)及屋盖钢桁架(O的分段吊装施工的吊装分段位置上； 1-2吊挂楼层钢梁吊装及连接 采用履带吊(6)将吊挂楼层钢梁(3)分段吊装在支撑架(2)上并进行高空拼装，临时固定连接； 1-3采用履带吊(6)将屋盖钢桁架(1)分段吊装在支撑架(2)顶端上，进行临时固定连接，而后准确就位，焊接连成整体屋盖；使屋盖的荷载转移到支撑屋盖的混凝土柱或剪力墙筒体上，此为“先支撑”； 1-4高强钢棒安装定位 待屋盖钢桁架(1)安装完成后，再安装屋盖钢桁架(1)与吊挂楼层钢梁(3)之间的高强钢棒(4)，所述高强钢棒(4)通过高强螺栓将吊挂楼层钢梁(3)与屋盖钢桁架(1)节点预制配件相连接，将吊挂楼层钢梁(3)吊在屋盖钢桁架(1)下，此为“后吊挂”；
2、先卸荷后浇筑屋盖和吊挂层楼板混凝土 2-1屋盖钢结构卸荷和吊挂层钢结构卸荷施工 卸载原则 吊挂层与屋盖钢桁架(1)用高强钢棒(4)连接后，先对吊挂楼层卸荷，再对屋面钢桁架(I)卸荷，此时屋盖及吊挂层的荷载转移到混凝土柱或混凝土剪力墙筒体上，吊挂楼层荷载转移到屋面钢桁架(1)上，卸载总体原则是:“协调变形、卸载均衡”;2-1-1吊挂层钢结构卸载方法 吊挂层在卸载之前必须先安装完高强钢棒(4)，并收缩拧紧，然后根据上部结构的传力顺序进行卸载，每个支撑点位设两个螺旋千斤顶，采用“交替下降法”卸载，卸荷后拆卸临时支架(2)； 2-2吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序的确定及屋盖的混凝土浇筑 2-2-1吊挂层楼板混凝土结构浇筑顺序确定及屋盖的混凝土浇筑 混凝土浇筑顺序共有两种方式 不同的浇筑顺序对吊挂层楼板(5)混凝土结构的变形影响也不同，混凝土浇筑顺序共有两种方式: 浇筑顺序1:屋盖、吊挂层楼板混凝土穿插浇筑， 浇筑顺序2:先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板混凝土 ； 其中浇筑顺序2更为合理，即先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板(5)混凝土 ； 2-3分区域浇筑混凝土 先浇筑屋盖混凝土再浇筑吊挂层楼板(5)混凝土，屋盖钢桁架(1)周边为悬挑状态，刚度较差，吊挂层混凝土浇筑时会对其产生影响，因此吊挂层楼板(5)混凝土先浇筑中间部位，后浇筑外围部位，减小对屋盖钢桁架(1)悬挑部位的影响，根据监测数据进行模拟计算，选择变形最小、变形最均匀的混凝土水平浇筑顺序，确定先后浇筑的区域，为防止对屋盖钢桁架(1)四周悬挑部分产生`不利变形影响，先浇筑吊挂楼层楼板(5)中间区域混凝土，后浇筑悬挑形成的外围区域混凝土； 2-4根据吊挂楼层水平误差调节钢棒 连接吊挂楼层的高强钢棒(4)具有长度可调节的功能，卸荷及吊挂层楼板(5)混凝土浇筑后根据监测结果，通过钢棒调节处(7)调节高强钢棒(4)长度，保证楼层水平标高同一高度。
【文档编号】E04G21/00GK103628680SQ201310577155
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】吴卫, 刘月军, 刘学树, 李铁英, 柴静, 王洪昆, 梁书新, 霍健, 宋红智 申请人:天津三建建筑工程有限公司