超高層建筑裙房鋼結構工程施工技術分析

金 禮 陳小正 于 洋 朱啟鑫

（建研（北京） 結構工程有限公司，北京 100013）

1 工程概況

某一個超高層建筑裙房的建筑高度為38m、建筑面積為24600m2以及建筑的地上樓層為7 層。其中地上建筑的7 個樓層中的頂部2 個樓層用來安置設備，其余的樓層用作商業貿易，其功能主要是宴會廳和會議室等。建筑的外立面的設計也較為復雜，其構成部分有十幾種不同類型的幕墻，屋面系統為金色基底玻璃和直立鎖邊。而裙房的結構體系也是由兩部分組成，一部分為用以支撐的鋼框架，另一部分為混合型的巨型柱，是重力承載體系和抗側體系構成。其中抗側體系主要由兩部分組成，一部分為型鋼混凝土巨柱，另一部分是鋼支撐的框架。而重力承載體系則是由三部分組成，第一部分為巨型桁架，第二部分為鋼柱，第三部分為樓面鋼桁架。而對于其傳力的途徑可以簡單的敘述為，重力荷載傳遞給巨型桁架，其傳遞的路徑是樓面系統，然后再傳遞給鋼柱，最后傳遞給基礎。

2 鋼結構施工方法

要對超高層建筑裙房的鋼結構施工技術進行掌握，首先需要了解裙房鋼結構的體系，包括裙房鋼結構施工順序、成型特點、還有結構分段和特殊工藝，然后再對施工進行模擬，將整體的施工技術路線確定計劃，然后再對施工流程加以明確[1]。

鋼結構施工方法要嚴格按照劃分的原則進行，先對支柱進行施工后對梁進行施工，對于桁架的施工順序是先對巨型桁架進行施工，后對樓面桁架施工，然后還要設置臨時的支撐部分以便可以及時的形成一個穩定的空間體系。

3 鋼結構安裝工藝

鋼結構安裝工藝方法中有比較特殊的兩種方法： （1）巨型桁架安裝工藝，是裙房鋼結構安裝中比較特殊的一個工藝；（2） 臨時支撐和卸載工藝。這兩者在裙房鋼結構安裝當中都比較特殊，并且都是施工流程當中比較關鍵的部分。下面對這兩部分技術工藝進行簡單的介紹[2]。

3.1 巨型桁架安裝工藝

裙房鋼結構進行施工時，首先需要將所有構件進行分吊裝單元分段安裝，實現高空對接和區間合攏之后才可以進行支撐卸載工作，這一安裝環節的進行需要結合建筑情況有順序的安裝。在安裝中需要先安裝南北方向的桁架樁，并在確保穩定的基礎上安裝東西方向的桁架樁，最后進行內外主桁架的穿插安裝。高層建筑的立面次結構和樓梯在安裝作業中需要與桁架好樁的安裝進度相適應，二者要同時進行，但頂面次結構的安裝作業需要在完成卸載工作之后才可以進行。如果從結構體系方面進行分析裙房鋼結構的施工，其結構是由多種系統組成，不僅有懸掛和懸挑結構，還有巨型的桁架和鋼梁結構，除此之外還有很多其他的結構系統；如果從構件安裝方面分析，由于構件的質量比較大，支撐起來比較困難，而且構件的體積也比較的大，所以為保安全必須要設置許多的臨時支撐，一次成型的難度很大，所以結構要選擇逐步成型。其臨時支撐設置如圖1、圖2 所示。

3.2 臨時支撐和卸載工藝

在將結構合攏之后，還需要確定出支撐的卸載順序，卸載時其順序要根據結構體系的傳力途徑以及其傳力特點進行確定，為了保證在施工完成之后的鋼結構的最大應力和最大變形符合要求，達到最佳狀態，需要將卸載分為兩步：（1）卸載時先將④軸東面的臨時支撐結構卸載掉，然后將④軸西面的臨時支撐結構卸載掉。在卸載的過程當中，要利用能夠調節長度的臨時支撐的鋼管進行卸載，可以通過鋼管的收縮來使臨時支撐長度改變，使臨時支撐結構上面所受的力慢慢轉移到主體的結構上，從而實現主體結構的承載和臨時支撐結構的卸載，最終實現樓面的成型。（2） 主要的卸載順序，是對樓面系統臨時支撐的卸載，使樓面系統能夠成型，其卸載的步驟簡單來說就是從④軸到⑧軸，然后從上往下卸載巨型桁架臨時支撐，而④軸、⑥軸、⑦軸、⑧軸是巨型桁架臨時支撐，同樣是按此順序進行卸載，在這個過程當中，樓面的荷載就慢慢轉移到巨型桁架上面，然后再進行卸載，將5F當中，④軸往西部分的懸挑部分的樓面桁架進行卸載，其目的是讓結構成型，還需要卸載2F 當中，④軸往西部分懸挑部分的樓面箱梁，來完成結構的最終成型。根據施工過程的模擬分析將其有關數據整理至表1，施工的安全可以有效保障，其主結構的最大應力、臨時支撐力最大值、考慮構件穩定后應力比與施工完成之后的應力最大值和變形值均要體現在表1 中。

表1 施工過程的模擬分析有關數據整理

4 結語

綜上所述，隨著人口的增多，建筑逐漸趨于高層化，由于建筑自重較大，所以傳統的鋼筋水泥又無法滿足超高層建筑工程，所以自重較輕的鋼結構就應用于超高層建筑當中。超高層建筑裙房建設的難度較大，對鋼結構安裝技術提出了更高的要求，因此，本文以某一超高層建筑裙房為例，對鋼結構安裝技術和工藝方法進行探究，深入了解鋼結構安裝技術中的巨型桁架安裝工藝和臨時卸載支撐工藝，施工完成后的鋼結構最大應力和最大變形均符合相關要求,可為今后超高層建筑裙房鋼結構施工提供技術手段和參考。