一种用于多层建筑物的顶升施工方法及其装配式建筑结构与流程

本发明属于建筑工程施工技术领域，具体用于多层或高层的居住、办公、商业、学校、医院、宾馆……等等用途的建筑物，实施初期应用装配式钢结构建筑体系，本发明为上述各种建筑物提供一种多、块、好、省的施工方法。

背景技术：

现有各种建筑物施工，大部分是由底层开始施工，一层一层的往上叠加，最后施工屋面工程，这种施工顺序的作业面是逐层升高的，一层或几层一个作业面，因此必须设置塔吊用以运输构件和材料，必须设置电梯用来运输施工人员和施工工具，显然这种施工方法存在施工周期长，施工效率低、成本高、占地面积大、污染环境、噪音……等等缺欠。

技术实现要素：

本发明提供一种由屋面到底层的反常规施工方法，当钢筋混凝土基础工程完成以后，首先施工屋面工程，其次施工顶层(简称“n”层)工程，再次施工n-1层工程，直到完成n-n层工程为止。这种施工方法的作业工作面始终在地面一层或地下室施工，无须塔吊、电梯、脚手架、无噪音、无污染、省时、省工、省料、省资金、还安全。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案；首先施工建筑物的整体钢筋混凝土基础(以下简称“基础”)，在基础中需要埋入所有承重柱的“柱脚”，柱脚的一部分埋入基础中，另一部分露出基础表面，在柱脚的周围，在建筑物框架主梁的正下方埋入钢筒、钢筒的一部分埋入基础中，一部分露出基础表面。

本发明实施例的主体框架选择装配式钢结构体系，框架柱由屋面柱到分层柱到柱脚，都选择同一钢钟，同一质量，同一型号的矩型钢管制作。屋面柱、分层柱、柱脚三者之间的连接都采用连接板的形式，其中屋面柱、分层柱与“柱脚”的连接板称作“柱柱暂时连接板”(最下一层除外)，屋面柱与分层柱，分层柱与分层柱的连接板称做“柱柱永久连接板”永久连接时可加用焊接。

框架主梁包括“屋面梁”和“分层主梁”都选择用同一钢种，同一质量、同一型号的工字钢制作，屋面梁和分层主梁与层面柱和分层柱的连接件是“柱梁连接板”此板是在屋面柱和分层柱的予制中安装到层面柱和分层柱上面的。在屋面梁和分层主梁的两端设置“梁柱连接槽”，此槽安装在千斤顶活塞上面的托板上方，此槽即有将梁柱连接在一起的作用，也有作为辅助千斤顶托板的功能。

千斤顶是抬升整体建筑物的动力，设置在“柱脚”的周围、屋面梁和分层主梁的两端、安装在[0004]所述的钢筒内。钢筒的作用是：安装、调整、更换、回收和固定千斤顶的容器，钢筒的上部周围设置数个“调整和固定螺栓”，用螺栓调整和固定千斤顶，钢筒的下部予先安装钢圈，用以固定千斤顶底部。

当顶升的建筑物层数较多，柱间跨度较大，荷载过于其中时，在千斤顶的正上方，上下两层主梁之间需要安装“墙中柱”，此柱安装在墙板之内，可选择用工字钢制作，两端与上下梁之间用柱端板和螺栓与梁连接，也可以与梁焊接在一起，或两种连接方法兼用。为了加强和改善梁与柱的受力状态，可在上下两梁之间和分层柱与墙中柱之间设置“小剪力墙”用钢拉杆和水平支撑杆制作。

本发明实施例的施工过程如下：

首先在“柱脚”上方安装屋面柱，用“柱柱暂时连接板”(以下简称“暂时连接板”)和螺栓将屋面柱和柱脚暂时连接在一起；

在千斤顶活塞上安装“托板”；

在“托板”上方安装“梁柱连接槽”(以下简称：连接槽)；

用螺栓将“连接槽”的端板与屋面柱的“柱梁连接板”和屋面柱连接在一起。

在两两相对的梁柱连接槽(以下简称连接槽)之间安装屋面梁，用螺栓将屋面梁与连接槽连接在一起，可加以焊接。

检查梁与柱之间连接质量，检查合格后，第一次拆除柱柱暂时连接板，第一次开动千斤顶，用千斤顶活塞将屋面柱顶升到顶层(以下简称“n”层)，分层柱的高度，微微超过分层柱的长度。

顶升过程要求匀速运行，一步一检查，一步一测量，一步一调平。

第一次在柱脚与屋面柱之间安装“n”层的分层柱，用以撤换千斤顶活塞和托板。n层分层柱的上端与屋面柱下端用柱柱永久连接板(以下简称永久连接板)和螺栓牢固连接在一起，可加以焊接。分层柱的下端用柱柱暂时连接板(以下简称暂时连接板)和螺栓将分层柱与柱脚连接在一起。

第一次收回千斤顶活塞和托板，将活塞和托板撤回到原位。

第二次在托板上安装连接槽。同时将连接槽与n层的柱梁连接板和n层的分层柱用螺栓连接在一起，可加以焊接。

第二次在两两相对的连接槽之间安装分层主梁(第一次是安装屋面梁)。

第一次在屋面梁与n层的分层主梁之间，在千斤顶的正上方安装墙中柱。

第一次在墙中柱与分层柱之间及两梁(屋面梁和分层主梁)之间安装小剪力墙。

第二次拆除柱柱暂时连接板，第二次开动千斤顶，将屋面结构和n层结构顶升n-1层的分层柱高度。

第二次用n-1层分层柱替换千斤顶活塞和托板。n层分层柱的上端与屋面柱下端用柱柱永久连接板(以下简称永久连接板)和螺栓牢固连接在一起，可加以焊接。分层柱的下端用柱柱暂时连接板(以下简称暂时连接板)和螺栓将分层柱与柱脚连接在一起。

第二次收回千斤顶活塞和托板，将其撤到原位。

以下每一层的操作过程重复[0019]至[0025]的操作过程。所不同的环节是n-n层的分层柱与柱脚之间不再用“暂时连接板”而是用“永久连接板”相连接。

以上的操作程序仅仅完成主体工程的梁柱骨架，屋面板及其以上的屋面工程和每层楼板、墙板(内外墙、剪力墙)、门窗、楼梯、电梯……等等后续工程，另行安排施工。

当然还有另外一种操作方式，那就是在[0014]中屋面梁安装后，还可以继续安装屋面板及屋面板以上的各项工程，直到屋面工程按设计要求完成以后再拆除暂时连接板，再开动千斤顶，将完整的，合格的，经过验收的整体屋面顶升n层(顶层)的高度。

在[0022]中的墙中柱和小剪力墙完成后，暂不开动千斤顶，而同[0028]一样，安装n层的楼板，墙板(内外墙板和剪力墙板)、门窗、楼梯及各种管线工程和各种器具、以及装修工程等等，基本满足设计要求的各项施工内容以后，拆掉暂时连接板再开动千斤顶将已经完成的全部屋面工程和全部n层(顶层)工程顶升n-1层分层柱的高度。以下各层的操作过程重复[0028]和[0029]的操作过程，直到完成n-n层的全部工程为止。

[0028]和[0029]的操作方案是可行的，也是最理想的，因为每一层的全部工程都可以在地面一层或地下室内完成，。这才是最理想的顶升施工法，可为最终实现自动，无人施工的目标打下基础。究竟选择完成每层的梁柱骨架先行顶升，还是完成每层的全部工程再顶升，还是先行完成两者之间的某项工程，如完成楼板工程开始顶升，或完成楼板工程和墙板工程后开始顶升，根据实际情况，由甲方、设计方和施工方共同研究决定。

特殊情况下，每个分层主梁两端可以各设置2台或2台以上千斤顶。墙中柱也可以根据千斤顶数量的增加而增加。如果分层主梁两端各安装两台千斤顶，可以分为主千斤顶和副千斤顶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所用的附图作简单介绍。应当理解以下附图仅显示出本发明的某些实施例，因此附图不应被看作是对本发明专利范围的限定。

在附图中：

图1是屋面工程、基础工程和顶升设备安装示意图；

图2是开动千斤顶将屋面工程顶升一层楼的高度示意图；

图3是用单层柱替换千斤顶及收回千斤顶活塞示意图；

图4是表示已经完成屋面、n层、n-1层、顶升与安装工程示意图；

图5是屋面柱示意图；

图6是分层柱示意图；

图7是分层主梁示意图；

图8是分层柱、连接槽与分层主梁组装示意图；

图9是钢筒与柱脚示意图；

图10是钢筒与柱脚e-e剖面示意图；

图11是铜筒与f-f剖面示意图；

图12是托板平面与剖面示意图；

图13是墙中柱示意图；

1.屋面柱；2.屋面梁；3.分层主梁；4.梁柱连接槽；5.托板；6.钢筒；7.柱脚；8.分层柱；9.柱柱永久连接板；10.柱柱暂时连接板；11.柱梁连接板；12.螺栓；13.螺孔；14.分层主梁端板；15.固定和调正螺栓；16.梁柱连接槽端板；17.梁柱连接槽底板；18.墙中柱；19.分层主梁端板；20.千斤顶；21.钢圈；a.屋面工程；b.n层(顶层)工程；c.n-1层(顶下1层)工程；d.基础工程。

具体实施方法：

以下参考附图，结合实施例，对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，a是全楼的屋面工程，屋面柱1是全楼垂直支撑的最上段，屋面柱1的下半部安装柱梁连接板11，屋面柱1的底部留有螺孔13通过柱柱暂时连接板10与柱脚7相连。屋面梁2是屋面框架的水平支撑主件。屋面柱1通过“柱梁连接板”11和梁柱连接槽4，与屋面梁2相连接。屋面柱1和屋面梁2组成屋面主体框架。上面铺设屋面板及各种设施，共同组成屋面整体工程a。

如图1、图2、图3、图4所示，分层柱8是全楼各层垂直支撑的中间段，其上端与屋面柱1用柱柱永久连接板9及螺栓13相连接，其下端与柱脚7用柱柱暂时连接板10及螺栓12暂时相连接。分层柱8通过柱梁连接板11和梁柱连接槽4与分层主梁3相连接，共同组成n层(顶层)的梁柱框架，然后在分层主梁的上部铺设楼板、内外墙板和剪力墙板以及其它各种设施，这样完成n层的全部工程b。按照以上程序也可以完成n-1层的全部工程c。

如图1、图2、图3、图4所示，d是全楼的基础工程，在基础d中埋入柱脚7和钢筒6，钢筒6和柱脚7的一部分长度露出基础d表面。柱脚7的上端留有螺孔13，准备与其上面的屋面柱1或分层柱8用柱柱暂时连接板10相连接。如图11所示钢筒6的上口下面设置有“固定和调整螺栓15，钢筒6的底部设有钢圈21，钢筒里面安装千斤顶20，千斤顶20底部固定在钢圈21中，千斤顶20的上部用“固定和调正螺栓15调正与固定”。

如图1、图2、图3、图4中的基础d所示，千斤顶20的活塞顶部安装托板5，托板5上面安装梁柱连结槽4，梁柱连接槽4还同时与分层主梁3和分层柱8相连接。

如图5和图6所示，屋面柱1下端留有螺孔13通过柱柱暂时连接板与柱脚7相连接。分层柱8上下端都留有螺孔13，上端与屋面柱1相连接，下端与柱脚7或与另一个分层柱8相连接。屋面柱1和分层柱8的下部、端部螺孔13之上预制时安装柱梁连接板11，安装时与梁柱连接槽4的端板16相连。

如图5、图6所示屋面梁2和分层主梁3(两梁完全相同)两端设有端板，可以与梁柱连接槽4的端板16相连接，屋面梁2和分层主梁3的下翼板留有螺孔，可与梁柱连接槽4的底板17相连接。梁柱连接槽4的端板16和底板17都有螺孔与屋面梁1和分层主梁3端板和底板都可以连接，根据实际情况任选。梁柱连接槽4和柱梁连接板11当楼层较少，建筑物荷载较低时，可根据实际情况决定取舍。

如图9、图10、图11所示，说明千斤顶与钢筒的相互关系，特别表示底部钢圈21和上部固定和调整螺栓15的作用。

如图12所示托板5的平面和剖面。

如图13所示，当建筑物楼层很高，柱间跨度很大时，为了减少荷载过于集中，在柱脚周围，千斤顶的正上方上下两分层梁之间设置墙中柱18。

如图1所示，安装工程由千斤顶20活塞开始，首先将托板5安装在千斤顶20活塞上，再将梁柱连接槽4安装在托板5上，再将梁柱连接槽4的端板16与柱梁连接板11和屋面柱1连接在一起，再将屋面梁2安装在梁柱连接槽4上，将屋面梁2与梁柱连接槽4的底板17连接在一起，然后可以安装屋面板及屋面板以上的工程。

如图1所示，当屋面工程全部安装完毕，经质量检查合格后，第一次拆除柱柱暂时连接板10。第一次开动千斤顶20，将屋面工程a顶升“n”层(顶层)的高度，微微超过n层分层柱8的高度，如图2所示。

如图3所示，第一次用n层分层柱8替换千斤顶20，然后将n层的分层柱8的上端与屋面柱1的下端用柱柱永久连接板9牢固连接在一起，n层分层柱8的下端与柱脚7之间用柱柱暂时连接板10连接在一起之后，第一次收回千斤顶20活塞，使千斤顶20活塞回到原位(包括托板5)至此，第一次抬升完毕。

第二次抬升与第一次基本相同，依次在托板4上安装梁柱连接槽4，将梁柱连接槽4的端板16与柱梁连接板11及分层柱8连接在一起，安装分层主梁3，分层主梁3与梁柱连接槽4的底板17连接在一起，也可以将分层主梁3的端板19与梁柱连接槽4的端板16和柱梁连接板11及分层柱8连接在一起。然后可以安装n层楼板，内外墙板，剪力墙板及n层的全部工程。

如[0060]，当n层的全部工程完成后，第二次拆除柱柱暂时连接板10，第二次开动千斤顶20。将屋面工程和n层工程抬升至n-1层的高度，然后第二次用n-1层的分层柱8替换千斤顶20活塞，再第二次收回千斤顶20活塞，使其回到原位。再进行n-1层安装工程。当n-1层安装工程完成后，第三次拆除柱柱暂时连接板10，第三次开动千斤顶20，将屋面工程，n层工程和n-1层工程顶升n-2层分层柱的高度，以此类推，完成n-3层n-4层直至n-n工程完成为止。