【精品施組及方案】北京某大型圖書館鋼結(jié)構(gòu)提升施工方案(魯班獎(jiǎng) 地面拼裝 ...

1、一 工程概況1建筑基本情況建設(shè)單位：工程名稱：建設(shè)地點(diǎn)：建筑規(guī)模： 基地面積約22000m2，總建筑面積約81310 m2；其中地上建筑面積：37231 m2 ，地下建筑面積：44079 m2；建筑高度：27 m；建筑層數(shù)：地上5層，地下3層工程地質(zhì)勘察單位：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位：監(jiān)理單位：施工總承包單位：方案參加編制單位：2工程概況 *二期暨*工程由地下3層和地上5層組成，該大樓東西方向長120m，基座區(qū)寬90m，屋頂寬116m。大樓屋頂高26.19m，基座頂高8.75m。結(jié)構(gòu)分成沉穩(wěn)的基座部份和4、5層的鋼結(jié)構(gòu)部分，其特點(diǎn)是在建筑頂部兩層采用大跨度巨型鋼桁架體系。其中一二層采用鋼筋混凝土框架筒體結(jié)

2、構(gòu)體系，利用建筑垂直交通單元組成的六個(gè)鋼筋混凝土筒體作為本建筑物主要抗側(cè)力構(gòu)件，三層以上采用巨型鋼桁架這一新型結(jié)構(gòu)體系，由36根鋼柱承受其重量，同時(shí)將6個(gè)鋼筋混凝土筒體升至屋面。南北向設(shè)有6榀巨型鋼桁架(1.2*10.04*116.45m)，南北向巨型鋼桁架之間設(shè)置四道柱間支撐構(gòu)成東西向2榀鋼桁架，結(jié)構(gòu)的整體性好。主桁架的立柱、弦桿、腹桿均采用箱型截面。鋼板厚度主要為4080mm，材質(zhì)主要為q345c，其中4060mm z向性能要求滿足z15，大于60mm板材z向性能要求滿足z25。由于本工程鋼結(jié)構(gòu)體型巨大，單個(gè)桿件重量大，空中組拼難度較大。為保證鋼結(jié)構(gòu)整體安裝質(zhì)量和精度，本工程總體施工方案采

3、用逆作法施工，四層至頂層鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝完成后，再進(jìn)行土方開挖，施工地下三層結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)采用“地面拼裝，整體提升”的施工方案，利用結(jié)構(gòu)體系中的六個(gè)鋼筋混凝土核芯筒做為主要提升平臺(tái)。為緩解施工進(jìn)度壓力，鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件hj-1、hj-2、hj-3、hj-4、hj-5以及主懸臂梁、主連系梁在圖書館基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工前，在地面拼裝完成以后進(jìn)行整體提升，一些次要構(gòu)件在整體提升完畢以后，砼結(jié)構(gòu)施工期間在空中穿插散拼。最終確定整體提升重量約為10400噸。主要施工流程見3.1節(jié)鋼結(jié)構(gòu)施工工藝流程。二提升施工特點(diǎn)、難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施.1 提升吊點(diǎn)的確定 本工程整體提升重量大，需提升結(jié)構(gòu)面積廣，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，桿件剛度

4、差異較大，如何合理布置提升吊點(diǎn)，確保提升施工安全和被提升構(gòu)件應(yīng)力和變形在規(guī)范允許范圍內(nèi)，是本提升施工的方案的重中之重。應(yīng)對(duì)措施應(yīng)用計(jì)算機(jī)有限元計(jì)算分析軟件，順序模擬提升施工各工況，結(jié)合工程設(shè)計(jì)狀況通過計(jì)算分析確定最佳提升吊點(diǎn)位置和提升吊點(diǎn)所需提升力。2.2 提升重量重，提升結(jié)構(gòu)面積大，安全性要求高本工程總的提升重量達(dá)到10200噸，在國內(nèi)以前的工程中還前所未有。以前國內(nèi)提升重量最重的是上海大劇院鋼結(jié)構(gòu)屋架整體提升工程，提升重量為6075噸；本工程提升鋼結(jié)構(gòu)的尺寸為116m106m，面積約12300m，面積巨大。應(yīng)對(duì)措施 1多布置的吊點(diǎn)根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過計(jì)算分析使用六個(gè)核芯筒和四副門式鋼架布置

5、提升吊點(diǎn)，共布置28個(gè)提升吊點(diǎn)；控制系統(tǒng)具有極高的同步控制性能。2多使用的提升油缸在28個(gè)提升吊點(diǎn)上，共布置64臺(tái)提升油缸，其中44臺(tái)350噸提升油缸，20臺(tái)200噸提升油缸；所選用的控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的控制能力，足以控制64臺(tái)提升油缸和18臺(tái)液壓泵站的協(xié)調(diào)動(dòng)作。3安全系數(shù)儲(chǔ)備大64臺(tái)提升油缸總體提升能力達(dá)到19400噸，提升油缸的整體安全儲(chǔ)備系數(shù)為1.90，鋼絞線的安全系數(shù)為4.35。2.3 同一提升平臺(tái)上各點(diǎn)的載荷在提升過程中波動(dòng)較大在同一核芯筒上，各吊點(diǎn)之間的距離近，結(jié)構(gòu)剛度大，對(duì)位置同步控制極其敏感。只要位置誤差稍有差別，各點(diǎn)的負(fù)載將重新分配而發(fā)生較大的波動(dòng)，可能引起結(jié)構(gòu)的不安全。應(yīng)對(duì)措

6、施1采用位置同步與載荷分配相結(jié)合的控制策略在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在每個(gè)核心筒各吊點(diǎn)之間采取負(fù)載分配同步控制策略，使提升結(jié)構(gòu)在每個(gè)核心筒位置上各吊點(diǎn)的負(fù)載與理論計(jì)算基本一致。位置同步與載荷分配相結(jié)合的控制框圖見附圖10。2選用高精度壓力傳感器 在每個(gè)提升吊點(diǎn)，選用高精度的壓力傳感器；這種壓力傳感器的測量精度在千分之五內(nèi)。3液壓系統(tǒng)的保證在使用的液壓系統(tǒng)中，使用進(jìn)口比例閥進(jìn)行提升速度的控制。使用這種電液比例閥，同步調(diào)節(jié)精度高。4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的保證 本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制精度高、控制能力強(qiáng)。2.4 同步控制要求高 在提升過程中，各吊點(diǎn)之間的同步控制要求在10mm內(nèi)；同時(shí)，同一核心筒上各吊點(diǎn)的

7、載荷要控制在與理論計(jì)算基本一致的范圍內(nèi)。應(yīng)對(duì)措施1、采用位置同步控制策略在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在六個(gè)核心筒上28個(gè)提升吊點(diǎn)之間采取位置同步同步控制策略，使提升結(jié)構(gòu)的位置保證同步，同步誤差控制在5mm之內(nèi)，滿足本結(jié)構(gòu)的要求。位置同步控制框圖見附圖9。2、傳感器系統(tǒng)的保證在測量鋼結(jié)構(gòu)位置時(shí)，使用20米長距離傳感器。在20米的測量范圍內(nèi)，測量精度可達(dá)0.25mm。3、液壓系統(tǒng)的保證在使用的液壓系統(tǒng)中，使用進(jìn)口比例閥進(jìn)行提升速度的控制。使用這種電液比例閥，同步調(diào)節(jié)精度高。4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的保證 本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制精度高、控制能力強(qiáng)。2. 整體下放600距離長，下放就位精度高根據(jù)施工工藝，在結(jié)

8、構(gòu)就位前，需要將結(jié)構(gòu)整體下放600mm。下放過程中，鋼結(jié)構(gòu)需要準(zhǔn)確落位到鋼骨柱上，就位精度要求高。整體提升是主動(dòng)加載過程，整體下放是被動(dòng)加載過程，一旦下放同步控制不好，將造成某點(diǎn)的負(fù)載超載而引起結(jié)構(gòu)破壞；因此整體下放比整體提升難度更大，危險(xiǎn)性更高。對(duì)于本工程而言，10200噸結(jié)構(gòu)、28個(gè)吊點(diǎn)和64臺(tái)油缸整體下放，在國內(nèi)外還從未有先例。就位前的整體下放，是本工程的關(guān)鍵所在，必須采取措施予以安全保證。應(yīng)對(duì)措施1采取位置同步與載荷分配相結(jié)合的控制策略 在控制系統(tǒng)中，采取位置同步與負(fù)載分配相結(jié)合的控制策略，以確保整體下放過程中各點(diǎn)之間的位置同步和載荷合理分配。2高精度的傳感器 使用高精度的長行程傳感器

9、和壓力傳感器分別測量鋼結(jié)構(gòu)位置和各點(diǎn)的載荷。3提升油缸的保護(hù) 在提升油缸上，安裝節(jié)流閥，控制提升油缸的縮缸速度，防止提升油缸失控，保證同步；安裝溢流閥，控制提升油缸的負(fù)載，防止提升油缸超載。4液壓系統(tǒng)的保護(hù)在使用的液壓系統(tǒng)中，使用進(jìn)口比例閥進(jìn)行提升速度的控制。使用這種電液比例閥，同步調(diào)節(jié)精度高。5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的保證 本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制精度高、控制能力強(qiáng)。2.6 空中懸停時(shí)間長鋼結(jié)構(gòu)提升到位后，需要在空中懸停30天左右，進(jìn)行其它工序施工；在其它工序施工完成后，再整體下放就位。應(yīng)對(duì)措施1機(jī)械鎖定 將負(fù)載轉(zhuǎn)換到下錨上，提升油缸進(jìn)入安全行程，鎖定上錨。另外在提升油缸下部增設(shè)安全錨具，確保安全。2防

10、風(fēng)措施在核心筒與桁架之間安裝楔形塊，防止晃動(dòng)。3提升塔架的安全l 提升塔架與核心筒采用桁架連接，以減小塔架長細(xì)比，提高塔架承載力；l 控制整體提升速度，避免提升結(jié)構(gòu)晃動(dòng)防撞塔架。2.7 鋼結(jié)構(gòu)在提升過程中與核心筒間距近鋼結(jié)構(gòu)在提升過程中，其桁架與核心筒之間的最小間距僅5cm；要求提升設(shè)備的安裝必須保證較高的定位精度。應(yīng)對(duì)措施采取先依據(jù)軸線安裝提升平臺(tái)提升油缸埋件，后根據(jù)埋件實(shí)際位置向下投點(diǎn)準(zhǔn)確定位提升吊耳位置，在進(jìn)行焊接，確保提升地錨支架和提升油缸安裝時(shí)的定位準(zhǔn)確，二者的垂線誤差小于5mm。三提升施工總體部署3.1人員組織機(jī)構(gòu)1成立提升施工領(lǐng)導(dǎo)小組2提升施工專業(yè)分包施工人員組織機(jī)構(gòu)項(xiàng)目下設(shè)結(jié)構(gòu)

11、計(jì)算組、提升監(jiān)控組、技術(shù)顧問組、控制操作組、提升油缸組、液壓泵站組、現(xiàn)場操作組、安全管理等部門。3.2鋼結(jié)構(gòu)施工工藝流程鋼結(jié)構(gòu)施工工藝流程：拆除地面拼裝支撐樁土方平整鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝基礎(chǔ)施工拼裝支撐樁施工鋼結(jié)構(gòu)地面就位拼裝主體結(jié)構(gòu)土方施工核心筒施工及提升平臺(tái)施工提升塔架安裝提升設(shè)備安裝調(diào)試提升塔架加工提升塔架基礎(chǔ)施工試提升試下降，檢查各提升設(shè)施狀況提升吊耳焊接提升吊耳加工提升設(shè)備出廠檢驗(yàn)提升設(shè)備制備提升吊架加工提升廠家確認(rèn)正式提升安裝第三節(jié)鋼骨柱安裝y形支撐第一次下放，焊接y形支撐上口第二次下放，焊接y形支撐下口拆除提升設(shè)備本工程鋼結(jié)構(gòu)提升施工以理論科學(xué)計(jì)算為依據(jù)，鋼結(jié)構(gòu)在提升工況下應(yīng)力及變形、

12、提升平臺(tái)、提升塔架、提升吊耳等均以理論設(shè)計(jì)計(jì)算為依據(jù)。經(jīng)多方反復(fù)討論，確定鋼結(jié)構(gòu)提升以核心筒為主要提升結(jié)構(gòu)，提升吊點(diǎn)確定在鋼結(jié)構(gòu)主桁架上弦桿件節(jié)點(diǎn)處。由于tg-3、tg-4軸桁架，重心超出核心筒范圍，特在這兩個(gè)桁架端部對(duì)稱增設(shè)提升鋼門式塔架輔助提升。所以鋼結(jié)構(gòu)提升吊點(diǎn)共計(jì)28個(gè)，經(jīng)初算各提升吊點(diǎn)反力和擬采用提升油缸布置如下：核芯筒編號(hào)鋼桁架編號(hào)提升點(diǎn)編號(hào)提升點(diǎn)反力（單位kn）提升油缸布置提升能力（單位：kn）油缸儲(chǔ)備系數(shù)/利用系數(shù)鋼絞線安全系數(shù)核芯筒1hj1hj2a4,8542350120090001.85/0.544.34b3,2601350120055001.69/0.593.99c3,9

13、22235070001.78/0.564.11d6,6894350140002.09/0.484.35核芯筒3hj1hj2a4,8912350120090001.84/0.544.31b3,2021350120055001.72/0.584.06c4,037235070001.73/0.583.99d6,6654350140002.09/0.484.37核芯筒4hj1hj2a4,8802350120090001.84/0.544.31b3,2101350120055001.72/0.584.06c4,028235070001.73/0.583.99d6,6554350140002.09/0.4

14、84.37核芯筒6hj1 hj2a4,8612350120090001.85/0.544.33b3,2491350120055001.69/0.593.99c3,912235070001.79/0.564.12d6,6794350140002.09/0.484.37核芯筒2tg3軸上hj3 e2,5731350120055002.14/0.475.05f1,813135035001.93/0.524.45g2,215220040001.81/0.554.46tg4軸上hj3e2,5331350120055002.17/0.465.13f1,833135035001.91/0.524.40g2,

15、262220040001.77/0.564.37核芯筒5tg3軸上hj3 e2,5341350120055002.17/0.465.13f1,853135035001.89/0.534.34g2,250220040001.78/0.564.39tg4軸上hj3e2,5331350120055002.17/0.465.13f1,853135035001.89/0.534.34g2,207220040001.81/0.554.48合 計(jì)101,45444350202001940001.91/0.524.35吊點(diǎn)布置及提升構(gòu)件平面布置見附圖1-11-4；提升油缸外形尺寸見附圖2。3.3 提升設(shè)備布置

16、 根據(jù)核心筒和鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在核心筒1、核心筒3、核心筒4、核心筒6上各布置a、b、c、d四個(gè)吊點(diǎn)，在核心筒2、核心筒5上各布置2排e、f、g六各吊點(diǎn)，共28個(gè)提升吊點(diǎn)。共采用64臺(tái)提升油缸、18臺(tái)液壓泵站。 具體布置參見附圖3、4、5、6、7。3.4 提升施工主要施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)機(jī)械或設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量國別產(chǎn)地制造年份額定功率（kw）生產(chǎn)能力用于施工部位備注1提升油缸350噸45中國0205350噸提升備用2臺(tái)2提升油缸200噸22中國0205200噸提升備用2臺(tái)3液壓泵站80l/min18中國030450kw80 l/min提升4計(jì)算機(jī)控制柜同步控制型3中國03提升備用1臺(tái)520米長距

17、離傳感器20米30中國04提升備用2臺(tái)6油壓傳感器30德國04提升備用2只7油缸行程傳感器68中國04提升備用4臺(tái)8錨具傳感器135中國04提升備用7只9地錨錨具350噸44中國0205提升10地錨錨具200噸20中國0205提升11安全錨具350噸44中國05提升12安全錨具200噸20中國05提升13監(jiān)控儀器1套中國提升 監(jiān)控3.5 鋼絞線 鋼絞線選用低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，強(qiáng)度等級(jí)1860mpa，直徑15.24mm，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。3.6 設(shè)備性能表千斤頂型號(hào)350噸200噸配用泵站80型額定提升噸位(kn)35002000額定油壓(mpa)25活塞行程(mm)250250流量(l/分鐘

18、)80活塞面積m20.130.08質(zhì)量(kg)2000額定油壓(mpa)2525外形尺寸(mm)1200*1100*1700外形尺寸(mm)635 h1770510 h1700鋼絞線根數(shù)3119穿心孔徑(mm)270190提升速度(m/小時(shí))55質(zhì)量(kg)20001000千斤頂安裝尺寸635 h1770510 h17003.7 控制設(shè)備技術(shù)規(guī)格與要求?？刂葡到y(tǒng)配備多種先進(jìn)的傳感器，以檢測提升過程中的系統(tǒng)狀況。序號(hào)種類工作電壓安裝要求重量功能描述1主控柜交流220v無30kg處理傳感器信號(hào)，發(fā)控制信號(hào)給泵站220米長距離傳感器24v（泵站提供）安裝在提升吊點(diǎn)附近20kg實(shí)時(shí)測量提升結(jié)構(gòu)的空間位

19、置3油壓傳感器24v（泵站提供）注意安裝插頭防止損壞測量油缸的工作壓力4油缸行程傳感器24v（泵站提供）做好防雨措施10kg實(shí)時(shí)測量油缸行程5錨具傳感器要安裝可靠檢測油缸的錨具狀態(tài)四提升施工理論計(jì)算分析4.1 總體提升施工計(jì)算分析 (一) 分析依據(jù)1中華人民共和國國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gbj086-2001）建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（gb50223-2004）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2001）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50010-2002)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50017-2003）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50011-2001）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50007-2002

20、）高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（jgj99-98）型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(jgj138-2001) 建筑地基處理技術(shù)規(guī)程(jgj79-2002)地下工程防水技術(shù)規(guī)程(gb50108-2001)高層建筑箱型與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范(jgj6-99)2北京市標(biāo)準(zhǔn)北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范(dbj01-501-92)3工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文房屋建筑部分 2002年版4由*勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司提供的*二期暨*巖土工程地質(zhì)勘察報(bào)告5風(fēng)載荷 本工程的基本風(fēng)壓0.45kn/m2，風(fēng)壓高度變化系數(shù)根據(jù)地面粗糙度類別為c類取值。6地震相關(guān)參數(shù)： 本工程抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，場地

21、土類別為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場地特征周期為0.35秒?？紤]到施工周期相對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限較短，施工階段抗震驗(yàn)算時(shí)取10年一遇的地震烈度值進(jìn)行驗(yàn)算。7施工階段溫差取值：30攝氏度8計(jì)算程序由于本工程結(jié)構(gòu)的特殊性與復(fù)雜性，采用復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)有限元分析軟件etabs v8.4.8進(jìn)行整體分析計(jì)算。按振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算，并且考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振動(dòng)的影響。對(duì)提升平臺(tái)結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用三維空間有限元分析軟件satwe進(jìn)行校核分析計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取兩種程序計(jì)算結(jié)果的包絡(luò)值，確保安全可靠。另外，對(duì)于重要的提升主梁等關(guān)鍵構(gòu)件，再采用理正工具軟件進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。（二）計(jì)算分析采用的施工階段工況介紹工況1：鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝完

22、成后基坑開挖完畢，基礎(chǔ)底板尚未施工前的工況。此時(shí)，鋼屋架擱置在支撐樁上，計(jì)算模型中支撐樁一端為鉸接，一端為剛接。工況2：提升過程中的工況。此時(shí)，六個(gè)核心筒及提升平臺(tái)已施工完畢，鋼屋架懸吊在提升平臺(tái)上，吊桿兩端鉸接。工況3：提升完畢后擱置于提升平臺(tái)上的工況。此時(shí)鋼屋架擱置在提升平臺(tái)上，混凝土結(jié)構(gòu)已施工至地下一層。工況4：提升施工結(jié)束，型鋼柱安裝完成，混凝土-13層結(jié)構(gòu)上為施工的工況。此時(shí)鋼屋架的自重通過36根型鋼柱向下傳遞，計(jì)算模型中型鋼柱下端為剛接。各工況均進(jìn)行了豎向荷載、水平地震作用、風(fēng)載荷等荷載工況的分析，其中工況1、3、4還進(jìn)行溫度作用的分析。（三）施工階段溫差取值 溫差取值依據(jù)及說明：

23、（1） 說明：（1）各項(xiàng)溫度取值基本數(shù)據(jù)均來自中國氣象局氣象信息中心統(tǒng)計(jì)的北京地區(qū)19712003年“典型氣象年逐時(shí)參數(shù)”。（2）考慮到施工周期相對(duì)于氣象參數(shù)統(tǒng)計(jì)年限較短，季節(jié)溫差未取用30年一遇夏季極端最高溫度（40.6）與30年一遇冬季極端最低溫度（27.4）的差值（68）；也未取用30年一遇夏季極端最高溫度平均值（37.1）與30年一遇冬季極端最低溫度平均值（17.1）的差值（54.2）；（3）雖然結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度存在延遲效應(yīng)，計(jì)算時(shí)假定該延遲效應(yīng)對(duì)溫差相對(duì)值影響很小，可以忽略。（4）晝夜溫差取“日干球溫度”中“日最高溫度()”與“ 日最低溫度()”的差值；（5）季節(jié)溫差取施工

24、時(shí)間段內(nèi)“最熱月干球溫度”中“日最高溫度()”與“最冷月干球溫度”中“ 日最低溫度()”的差值；根據(jù)擬定的施工總進(jìn)度計(jì)劃，各工況對(duì)應(yīng)的施工時(shí)間段及對(duì)應(yīng)的晝夜溫差、季節(jié)溫差取值如下：工況1：基坑開挖完畢，基礎(chǔ)底板尚未施工前的工況。此時(shí)，鋼屋架擱置在支撐樁上，計(jì)算模型中支撐樁一端為鉸接，一端為剛接。施工時(shí)間段：2006.2.52006.8.25；晝夜溫差最大值：19.6（5月4日）；季節(jié)溫差最大值：48.3（6月21日37.2，2月9日11.1）工況2：提升過程中的工況。此時(shí)，六個(gè)核芯筒及提升平臺(tái)已施工完畢，鋼屋架懸吊在提升平臺(tái)上。吊桿兩端鉸接。施工時(shí)間段：2006.8.252006.8.31；晝

25、夜溫差最大值：11.2（8月29日）工況3：提升完畢后擱置于提升平臺(tái)上的工況。此時(shí)，鋼屋架擱置在提升平臺(tái)上，混凝土結(jié)構(gòu)已施工至地下一層，六個(gè)核芯筒及提升平臺(tái)已施工完畢。施工時(shí)間段：2006.9.12006.10.5；晝夜溫差最大值：17.6（9月24日）；季節(jié)溫差最大值：29.2（9月1日35，10月4日5.8）工況4：提升完畢，型鋼柱安裝完成，混凝土-13層結(jié)構(gòu)尚未施工的工況。此時(shí)，鋼屋架的自重通過36根型鋼柱向下傳遞，計(jì)算模型中型鋼柱下端為剛接，為保證36根型鋼柱形成的鋼框架結(jié)構(gòu)體系具備一定的抗側(cè)剛度，在23層各層樓面標(biāo)高處用型鋼梁把他們連系起來。施工時(shí)間段：2006.10.62006.1

26、1.6；晝夜溫差最大值：19.4（10月21日）；季節(jié)溫差最大值：28.5（10月7日26.8，11月6日1.7）另外，施工階段還要考慮兩個(gè)溫度作用較為不利的工況：工況5：提升完畢，型鋼柱安裝完成，澆筑36根型鋼柱外圍混凝土，使得36根型鋼混凝土柱與核芯筒形成整體的階段。該階段核芯筒已對(duì)鋼屋架形成約束，可能產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，需驗(yàn)算各相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。施工時(shí)間段：2006.10.62006.12.25；晝夜溫差最大值：19.4（10月21日）；季節(jié)溫差最大值：39（10月7日26.8，12月4日12.2）工況6： 四層屋面層組合樓蓋結(jié)構(gòu)施工完畢，至建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完畢，整個(gè)鋼屋架部分形成室

27、內(nèi)環(huán)境的階段。該階段核芯筒、樓面結(jié)構(gòu)等對(duì)鋼屋架的約束完全形成，由于仍處于室外暴露環(huán)境，在溫度作用下，可能產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，需驗(yàn)算各相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。施工時(shí)間段：2006.12.252007.6.30；晝夜溫差最大值：19.6（5月4日）；季節(jié)溫差最大值：51.4（6月21日37.2，1月19日14.2）2)施工階段各工況溫差取值表施工時(shí)間段晝夜溫差季節(jié)溫差備注工況12006.2.52006.8.2519.648.3工況22006.8.252006.8.3111.2工況32006.9.12006.10.517.629.2工況42006.10.62006.11.619.428.5工況5200

28、6.10.62006.12.2519.439工況62006.12.252007.6.3019.651.4另外：(1).鋼屋架就位（與36根型鋼柱完成對(duì)接）宜在接近使用階段溫度（即空調(diào)設(shè)計(jì)溫度1826）時(shí)進(jìn)行。(2)工況6：若施工時(shí)間段縮短為：2006.12.252007.5.30；晝夜溫差最大值：19.6（5月4日）；季節(jié)溫差最大值：45.7（5月6日31.5，1月19日14.2） 若施工時(shí)間段縮短為：2006.12.252007.4.30；晝夜溫差最大值：18.2（4月12日）；季節(jié)溫差最大值：42.2（4月6日28，1月19日14.2） 若施工時(shí)間段縮短為：2006.12.252007.3

29、.30；晝夜溫差最大值：17.6（3月20日）；季節(jié)溫差最大值：34.8（3月20日20.6，1月19日14.2） 從溫差來看該工況施工時(shí)間段盡量縮短，同時(shí)采取其它有助于減小溫差的措施。（四） 其他理論計(jì)算分析條件1. 假定提升開始時(shí)，六個(gè)核芯筒已施工至屋面。其中，一層（設(shè)計(jì)標(biāo)高0.050）以下的核芯筒（含36根型鋼混凝土柱）按原設(shè)計(jì)施工圖施工完畢；一層三層（設(shè)計(jì)標(biāo)高0.0508.650）的核芯筒（不含36根型鋼混凝土柱）施工完畢。其他部分按原圖施工；三層以上的核芯筒按原設(shè)計(jì)施工圖施工完畢。同時(shí)，在原設(shè)計(jì)核芯筒頂面標(biāo)高以上（比原設(shè)計(jì)頂標(biāo)高高6.3m）增設(shè)的提升平臺(tái)也施工完畢。2. 提升點(diǎn)布置如

30、下：主鋼桁架hj1、hj2在桁架節(jié)點(diǎn)位置分別設(shè)置4個(gè)提升點(diǎn)；主鋼桁架hj3除在桁架節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置4個(gè)提升點(diǎn)外，在靠近桁架懸挑端位置增設(shè)兩個(gè)提升點(diǎn)，增設(shè)提升點(diǎn)的豎向力通過提升橫梁傳至提升塔架，再由提升塔架傳至樁基礎(chǔ)，提升塔架采用截面2.2m2.2m的鋼格構(gòu)柱。3. 提升平臺(tái)采用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。部分受力較大的提升主梁采用型鋼混凝土梁，與其相連的核芯筒端柱內(nèi)設(shè)構(gòu)造鋼骨。詳見提升平臺(tái)結(jié)構(gòu)施工圖。4. 提升總重量約10200噸（不含提升設(shè)備自重），即鋼屋架自重。未計(jì)入施工階段活荷載。5. 提升總高度約17m。（五）計(jì)算分析結(jié)論：1. 施工階段，在豎向荷載作用下，六個(gè)核芯筒的承載力、壓縮變形均滿足規(guī)范要

31、求。2. 施工階段，在風(fēng)荷載作用下，六個(gè)核芯筒的承載力及整體位移值均滿足規(guī)范要求。3. 施工階段，在地震作用下，六個(gè)核芯筒的承載力及整體位移值均滿足規(guī)范要求。4. 提升過程中鋼屋架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力及變形滿足規(guī)范要求。5. 提升過程中提升平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力及變形滿足規(guī)范要求。6. 計(jì)算分析表明，提升平臺(tái)的剛度對(duì)豎向荷載反力在各個(gè)提升點(diǎn)之間的分布有較大影響，各個(gè)提升點(diǎn)的反力值會(huì)隨著提升平臺(tái)的剛度的變化而重新分配。選用提升設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮上述因素，留有充分的安全儲(chǔ)備。7. 工況1溫度作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形均較大（角點(diǎn)y向水平位移達(dá)21mm），工況2、3溫度作用下結(jié)構(gòu)變形較大（角點(diǎn)水平位移達(dá)21mm），

32、工況4溫度作用下結(jié)構(gòu)變形較大（角點(diǎn)水平位移達(dá)21mm）（鋼屋架未與核芯筒可靠相連時(shí)）。8. 工況5、工況6（兩個(gè)溫度作用較為不利的工況）由于季節(jié)溫差較大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也較大，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，除采取以下措施：即三層混凝土樓板連成整體，二層及二層以下的后澆帶待圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成室內(nèi)環(huán)境后封閉以外，尚應(yīng)采取有效的減小季節(jié)溫差及溫度應(yīng)力的措施。9. 在提升過程中，對(duì)鋼屋架結(jié)構(gòu)各提升點(diǎn)的載荷及位移偏差應(yīng)當(dāng)有實(shí)時(shí)監(jiān)測手段，并能夠集中監(jiān)視和控制；所有提升點(diǎn)的載荷及位移偏差應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。（六） 主要計(jì)算分析結(jié)果摘錄1 提升點(diǎn)平面布置圖（見附圖1-1）2 提升點(diǎn)立面布置圖（見附圖1-21-4）3 理想水

33、平條件下提升點(diǎn)反力表（表1）4 施工階段結(jié)構(gòu)整體分析總信息一覽表（表2）第 16 頁 共 66 頁表1 提升點(diǎn)反力表核芯筒編號(hào)鋼桁架編號(hào)提升點(diǎn)編號(hào)提升點(diǎn)反力（單位：kn）提升平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)核芯筒1hj1hj2a56011.755b36351.755c27771.755d67981.755核芯筒3hj1hj2a56011.755b35731.755c28431.755d68421.755核芯筒4hj1hj2a55881.755b36221.755c28101.755d68331.755核芯筒6hj1hj2a56091.755b35911.755c27901.755d67921.755核芯筒2t

34、g3軸上hj3e28011.755f14331.755g23021.755tg4軸上hj3e28151.755f14011.755g24181.755核芯筒5tg3軸上hj3e28081.755f14011.755g24191.755tg4軸上hj3e28021.755f14321.755g22991.755注：此表是經(jīng)詳細(xì)計(jì)算后得出，與初步驗(yàn)算時(shí)不盡一致。表2 施工階段結(jié)構(gòu)整體分析總信息一覽表電算數(shù)據(jù)工況1工況2工況3工況4自振周期(秒)(考慮耦聯(lián))t12.84066 2.30637 0.79042 0.93815 t22.67550 2.11818 0.72232 0.79993 t32.

35、65782 2.10422 0.69905 0.74106 剪重比x向1.41.92.32.1y向1.41.62.42.1最大層間相對(duì)位移風(fēng)x向1673199991999919999y向1779199991999919999地震x向1435121961315712847y向14451155314715116614.2提升工況計(jì)算分析（一）計(jì)算依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2001）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50017-2003）華東院鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙：結(jié)施-13結(jié)施-20，節(jié)點(diǎn)詳圖ds-1ds-6總包提升構(gòu)件平面布置圖計(jì)算分析程序：ansys、sp2000。（二）計(jì)算分析內(nèi)容1提升吊點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算

36、；2提升鋼塔架驗(yàn)算；3采用不同支座條件下模型的支座反力計(jì)算分析；4整體提升時(shí)y形支撐柱位移及恢復(fù)力計(jì)算分析；5某一提升吊點(diǎn)油缸退出工作時(shí)力的分配計(jì)算分析；6各提升吊點(diǎn)之間的相對(duì)剛度統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析；7采用鋼絞線模擬支座時(shí)各提升吊點(diǎn)相對(duì)a點(diǎn)允許最大位移計(jì)算分析；8鋼屋架提升過程桁架應(yīng)力計(jì)算；（三）計(jì)算分析結(jié)論1本工程提升吊點(diǎn)吊耳板共計(jì)采用40個(gè)，其中2350t吊耳12個(gè)；200t+350t吊耳8個(gè)，2200t吊耳4個(gè)；1350t吊耳12個(gè)；1200t吊耳4個(gè)。經(jīng)計(jì)算分析均滿足規(guī)范要求。提升吊耳設(shè)計(jì)圖見附件3：同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院提升吊點(diǎn)設(shè)計(jì)圖。2提升鋼塔架經(jīng)驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。提升塔架設(shè)計(jì)圖見附件4

37、：提升塔架布置圖3不同支座條件下模型的支座反力計(jì)算，共分析三種模型。經(jīng)過反復(fù)分析對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)采用不同的邊界條件模擬油缸整體提升模型的支座形式，支座反力會(huì)有差別。本次分析采用了三種邊界條件來模擬實(shí)際提升時(shí)的支座情況，分別為：（1）各提升點(diǎn)采用三向固定支座（即限制提升點(diǎn)x、y、z向的平移，不限制轉(zhuǎn)角）；（2）g點(diǎn)采用三向固定支座，a-f點(diǎn)采用單向（限制z向位移）支座；（3）各提升點(diǎn)采用模擬鋼絞線形式。即各個(gè)提升點(diǎn)采用一段長度為10m的圓鋼，圓鋼直徑和彈性模量的選用分別按照實(shí)際的鋼絞線的總面積和鋼絞線的彈性模量。模型只考慮了1.0倍的自重（實(shí)際載荷情況）。采用不同支座形式的模型的支座反力如下表3。

38、表3 不同支座形式的模型的支座反力（kn）及位移（mm）提升點(diǎn)各點(diǎn)三向固定支座g點(diǎn)三向a-f單向鋼絞線模擬鋼絞線模擬下的豎向位移a54375678478116.6b33563534280115.6c23832175303313.7d63226197682415.0e22592280225612.3f13171259147813.4g19632080207415.3當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行提升使結(jié)構(gòu)脫離地面，而未對(duì)鋼絞線進(jìn)行豎向位移調(diào)節(jié)時(shí)，支座反力最接近第三種工況，即采用鋼絞線模擬支座工況，此時(shí)各節(jié)點(diǎn)之間有相對(duì)的豎向的位移。以a點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，b、c、d、e、f、g點(diǎn)與a點(diǎn)的豎向位移差值分別為1mm、2.9

39、mm、1.6mm、4.3mm、3.2mm、1.3mm。逐漸調(diào)節(jié)各點(diǎn)與a點(diǎn)的位移差，當(dāng)各點(diǎn)與a點(diǎn)均在同一水平面上時(shí)，由于實(shí)際提升時(shí)支座不能提供水平反力，因此實(shí)際提升節(jié)點(diǎn)的反力值接近第二種支座形式下的支座反力，即g點(diǎn)三向支座，a-f點(diǎn)單向支座。從表1數(shù)據(jù)可以看出，采用單向支座與采用三向支座情況下支座反力的差別不太大。在所有分析中，除分析各吊點(diǎn)相對(duì)a點(diǎn)允許最大位移分析時(shí)采用鋼絞線模擬支座外，其余均采用第二種支座形式，即g點(diǎn)三向支座，a-f點(diǎn)單向支座。4整體提升時(shí)y形支撐柱位移及恢復(fù)力由于當(dāng)屋架提升到位下放時(shí)，需依靠屋架下弦平面36根柱子（以下稱y形柱）與核心筒連接。但在提升過程中，36個(gè)y形柱會(huì)發(fā)生

40、水平及豎向的位移，這將對(duì)其整體下降歸位施工產(chǎn)生重大影響。若y形柱提升到位時(shí)，水平位移超過預(yù)留允許位移，則需對(duì)y形柱進(jìn)行水平方向的校正。對(duì)y形柱水平位移進(jìn)行校正所需的水平力稱為“回復(fù)力”?；貜?fù)力的計(jì)算目的是分析一旦由于施工等誤差導(dǎo)致下降復(fù)位出現(xiàn)困難時(shí)，采用人工干預(yù)時(shí)所需要的載荷，例如使用手拉葫蘆等。分析時(shí)模型采用g點(diǎn)三向固定支座，a-f點(diǎn)單向固定支座形式，1.0倍自重。同時(shí)分析了兩種情況下y形柱的位移情況：（1）y形柱上無橫梁；（2）y形柱上有橫梁。針對(duì)已發(fā)生水平位移的y形柱，計(jì)算水平向校正5mm所需的回復(fù)力。經(jīng)計(jì)算分析兩種情況下，y型柱最大水平位移不超過5mm。水平位移恢復(fù)力不大于10t 。提

41、升方案可行。5某一提升吊點(diǎn)油缸退出工作時(shí)力的分配在提升過程中，如果有油缸卸載特殊情況發(fā)生，則支座反力將重新分配。對(duì)此工況，需要對(duì)此時(shí)整體提升結(jié)構(gòu)體系的安全進(jìn)行分析。分別令支座a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1點(diǎn)油缸退出工作，不考慮系統(tǒng)壓力設(shè)定及油缸溢流保護(hù)時(shí)，其余點(diǎn)支座反力分配見下表：表4 某一油缸退出工作時(shí)其余支座力分配正常提升反力a1點(diǎn)退出工作b1點(diǎn)退出工作c1點(diǎn)退出工作d1點(diǎn)退出工作e1點(diǎn)退出工作f1點(diǎn)退出工作g1點(diǎn)退出工作卸載位移（mm）6.924.182.266.43-2.86-0.885.75a156780.326935548610270563856735859b135345

42、615-1.548983031356735553832c1217515874703183826252921942014d161971114587167742612061936121g12083230023012017199513242528-0.3g220322076207220192002192820372667f11247120013431298122034570.5214159f212591220121912591268137713211296e1228121842333255621103.82960761e222802276226722772287285823162078b335983

43、580359825953610358635903659a357025359569457105791569956975742c321152145211521022110211821152088d361156212612461106031611761166089d461875506602863257506618561876162c421711890191024892572220021722140a456955897576656025061569356955709b435353652360733923288352735343549e322782277227122962276227922822274e

44、422742274227522812282228222752279f312491247124512511249126012421271f412571255125612591262125912561261g320832100209420682051207720862067g420232027202420192013202120232017c621542169215621652173216821552153d662206256622062236175622162206213b635703564357035683569356735703571a6557855615574558156115576557

45、75581計(jì)算在各支座發(fā)生卸載情況下支座反力與正常提升情況（各提升點(diǎn)同一水平面）支座反力變化百分比，見表5。表中百分比數(shù)值正表示卸載后比原來支座反力提高，數(shù)值負(fù)表示比原來支座反力降低。表5 某一油缸退出工作時(shí)其余支座力與正常工作時(shí)反力比較正常提升反力a1點(diǎn)退出工作b1點(diǎn)退出工作c1點(diǎn)退出工作d1點(diǎn)退出工作e1點(diǎn)退出工作f1點(diǎn)退出工作g1點(diǎn)退出工作與正常反力比較（）（）（）（）（）（）（）a15678-99.99 22.14 -3.38 80.87 -0.70 -0.09 3.19b1353458.89 -100.04 38.60 -14.23 0.93 0.59 8.43c12175-27.0

46、3 116.23 -99.17 75.91 16.28 0.87 -7.40d16197-82.02 -5.26 9.31 -99.97 -1.24 -0.06 -1.23g1208310.42 10.47 -3.17 -4.22 -36.44 21.36 -100.01g220322.17 1.97 -0.64 -1.48 -5.12 0.25 31.25f11247-3.77 7.70 4.09 -2.17 177.23 -99.96 233.52f21259-3.10 -3.18 0.00 0.71 9.37 4.92 2.94e12281-4.25 2.28 12.06 -7.50 -

47、99.83 29.77 -66.64e22280-0.18 -0.57 -0.13 0.31 25.35 1.58 -8.86b33598-0.50 0.00 -27.88 0.33 -0.33 -0.22 1.70a35702-6.02 -0.14 0.14 1.56 -0.05 -0.09 0.70c321151.42 0.00 -0.61 -0.24 0.14 0.00 -1.28d361151.59 0.15 -0.08 -1.37 0.03 0.02 -0.43d46187-11.01 -2.57 2.23 21.32 -0.03 0.00 -0.40c42171-12.94 -12

48、.02 14.65 18.47 1.34 0.05 -1.43a456953.55 1.25 -1.63 -11.13 -0.04 0.00 0.25b435353.31 2.04 -4.05 -6.99 -0.23 -0.03 0.40e32278-0.04 -0.31 0.79 -0.09 0.04 0.18 -0.18e422740.00 0.04 0.31 0.35 0.35 0.04 0.22f31249-0.16 -0.32 0.16 0.00 0.88 -0.56 1.76f41257-0.16 -0.08 0.16 0.40 0.16 -0.08 0.32g320830.82 0.53 -0.72 -1.54 -0.29 0.14 -0.77g420230.20 0.05 -0.20 -0.49 -0.10 0.00 -0.30c621540.70 0.09 0.51 0.88 0.65 0.05 -0.05d662200.58 0.00 0.05 -0.72 0.02 0.00 -0.11b63570-0.17 0.00 -0.06 -