大跨度鋼桁架連廊裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究

吳和坤 單宏偉 姜方青 竺 磊 杜崇昊

連廊的連接體部分受力較為明顯，連接體協(xié)調(diào)主要依靠主體結(jié)構(gòu)，在水平荷載作用下，連廊主體結(jié)構(gòu)承受的內(nèi)力較大，更加容易形成主體形變[1-2]。對(duì)于連體建筑而言，連廊往往采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，建筑連廊的跨度相對(duì)較大。因此，連廊除了會(huì)受到豎向荷載的作用，還會(huì)承受橫向荷載，如果無法控制連廊處的施工質(zhì)量，就會(huì)增加連廊裝飾裝修工程的易損性，影響建筑整體穩(wěn)定與安全[3-4]。而連廊與兩端建筑連接體的連接質(zhì)量也需要控制，連接質(zhì)量是保證連廊結(jié)構(gòu)整體安全的重要指標(biāo)。

為確保連廊的安全性與穩(wěn)定性，本文設(shè)計(jì)了大跨度鋼桁架連廊裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)。

1 大跨度鋼桁架連廊工程施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 搭設(shè)大跨度鋼桁架連廊懸挑段胎架支撐

本文將連廊懸挑段的胎架支撐按照構(gòu)件設(shè)計(jì)好的位置拼裝，散落的胎架支撐在高空拼裝則要求懸挑段具有足夠的剛度[5]。為了增強(qiáng)懸挑段胎架支撐的施工質(zhì)量，本文在胎架支撐拼裝的過程中，選擇先中間后兩頭的模式，避免連廊一側(cè)安裝時(shí)另一側(cè)出現(xiàn)的累積偏差問題。胎架支撐搭設(shè)時(shí)，嚴(yán)格控制胎架的軸線位置與標(biāo)高，根據(jù)連廊實(shí)際情況對(duì)胎架的軸線作出調(diào)整。胎架支撐搭設(shè)遵循協(xié)調(diào)形變、搭設(shè)均衡的原則，根據(jù)胎架的結(jié)構(gòu)形式確定搭接順序，并按照相反的順序拆除胎架支撐，確保連廊裝飾的美觀性。

1.2 吊裝大跨度鋼桁架后裝段斜腹桿

在斜腹桿吊裝之前，本文將上弦桿、下弦桿對(duì)接完整，并將豎桿與上下弦桿對(duì)接。為了保證斜腹桿順利吊裝，本文結(jié)合各個(gè)桿件的受力特點(diǎn)，選擇合適的吊點(diǎn)，控制吊點(diǎn)處的均勻受力條件。連廊面板荷載值較大，為了控制整體施工質(zhì)量，本文在連廊處設(shè)置了多個(gè)提升點(diǎn)，每個(gè)提升點(diǎn)位置由3 人操作，均衡鋼桁架的整體受力。

在吊點(diǎn)與提升點(diǎn)布置完成后，本文以鋼桁架的軸線受力強(qiáng)度為重點(diǎn)，確定斜腹桿受力穩(wěn)定性，計(jì)算公式為：

本文選用箱型梁（B），截面形式為B450 mm×450 mm×20 mm，H 型鋼材截面形式為H450×450×18×20mm，拉桿（H）截面形式為H400 mm×400 mm×20 mm×20 mm，鋼材材質(zhì)均為Q345B。采用整體提升法，令胎架支撐承擔(dān)結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的豎向荷載。每個(gè)上吊點(diǎn)的投影均與下吊點(diǎn)保持一致，控制吊裝的整體施工質(zhì)量。

1.3 布置連廊裝飾位移控制拉索結(jié)構(gòu)

鋼絞線是拉索結(jié)構(gòu)的基本元件，鋼絞線越多，整個(gè)拉索結(jié)構(gòu)的拉伸強(qiáng)度越高。拉索結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 拉索結(jié)構(gòu)簡圖（來源：作者自繪）

本文以提升拉索結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度為核心，以此控制拉索結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。錨具與拉索結(jié)構(gòu)共同使用，將鋼絞線穿過鋼筒，再深入錨板中，鋼筒與錨板緊密連接之后，張拉拉索并在鋼筒中注入水泥漿，水泥漿凝固后拉索與錨具的負(fù)擔(dān)相應(yīng)緩解，更有利于控制拉索結(jié)構(gòu)整體布置的施工質(zhì)量。在建筑工程施工的過程中，拉索結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，利用其自重小、省材料、易施工等優(yōu)勢，能夠確保連廊裝飾裝修工程的拉力更加符合施工需求。拉索結(jié)構(gòu)的鋼絲直徑在3 ～7 mm 之間，本文結(jié)合連廊的實(shí)際情況，選擇了直徑為5 mm 的鋼絲，5 mm 的拉索鋼基本參數(shù)如表1 所示。

表1 拉索鋼基本參數(shù)表

由表1 可知，拉索鋼的屈服應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、延伸率、彈性模量均處于較高的水平，碳（C）成分適宜，不會(huì)出現(xiàn)材料堅(jiān)硬易斷的問題。

本文在連廊裝飾工程的鋼桁架根部設(shè)置了一個(gè)剛度較大的格構(gòu)柱，柱底部與連廊鋼桁架主體結(jié)構(gòu)相連接，并用螺栓完成連接，確保連廊的橫向穩(wěn)定。在連廊橫向區(qū)域布置拉索結(jié)構(gòu)，并將拉索與H 型鋼梁相連接，使格構(gòu)柱、拉索、H 型鋼梁形成一個(gè)整體，確保連廊的施工穩(wěn)定性。

為了確保拉索的耐久性，本文在鋼桁架連接位置，焊接了一個(gè)鐵制連接器環(huán)，并利用斜腹桿桿件將拉索與鋼桁架連接，方便后續(xù)拆卸。在拉索位置安置鋼絞線，鋼絞線安置在胎架支撐設(shè)計(jì)好的位置上，松開鋼絞線深入至錨具斷面，夾片與鋼絞線相互咬合，確保此區(qū)域的格構(gòu)柱為受力均勻的狀態(tài)，從而有效控制連廊的施工質(zhì)量。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

以X 高層連體建筑為例，對(duì)上述施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)例分析。X 高層連體建筑占地面積約3.7 m×104.0 m，總建筑面積約2.62 m ×105.00 m，建筑高度約107.2 m，總樓層為25 層，連體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)連廊連接，連廊跨度達(dá)46.0 m，寬度達(dá)23.5 m，連廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50 a，結(jié)構(gòu)耐久年限為50 a。連廊各個(gè)結(jié)構(gòu)部件如圖2 所示。

圖2 連廊各個(gè)結(jié)構(gòu)部件圖（來源：作者自繪）

為了滿足連廊結(jié)構(gòu)的安全性需求，本次工程項(xiàng)目將連廊的雙層桁架支撐改為單層桁架支撐，變更完單層支撐尺寸為12.60 mm×23.55 mm。連廊選用了5 種構(gòu)件，構(gòu)件GL1B 作為鋼梁1B，截面為H750 mm×350 mm×30 mm×40 mm，材質(zhì)為Q345GJ-D；構(gòu)件SC-1 作為水平支撐，截面為H200 mm×200 mm×10 mm，材質(zhì)為Q345GJ-D；構(gòu)件GL-1 作為鋼梁1，截面為H550 mm×350 mm×30 mm×40 mm，材質(zhì)為Q345GJ-D；構(gòu)件GL-2作為鋼梁2，截面為H500 mm×500 mm×30 mm×45 mm，材質(zhì)為Q345GJ-D；構(gòu)件GZ1 作為鋼柱，截面為H500 mm×500 mm×30 mm×45 mm， 材 質(zhì) 為Q345GJ-D。

X 高層連體建筑存在地下結(jié)構(gòu)共3層，將地下結(jié)構(gòu)考慮在內(nèi)滿足連廊施工需求。連廊裝飾裝修工程施工的過程中，本文將連廊主體結(jié)構(gòu)、隔震支座、預(yù)埋端錨固形成一個(gè)整體，在建筑地震需求完全不相關(guān)的條件下，連廊結(jié)構(gòu)的易損性表示為：

式中：Pf為連廊整體結(jié)構(gòu)體系的易損性；Pi為連廊各個(gè)局部構(gòu)件的易損性；m為連廊局部構(gòu)件的數(shù)量。

本文利用連廊結(jié)構(gòu)的易損性判斷連廊裝飾裝修工程的施工質(zhì)量控制效果，確保連廊能夠滿足X 高層連體建筑的穩(wěn)定需求。

2.2 應(yīng)用結(jié)果

在上述條件下，本文選取出連廊主體結(jié)構(gòu)、隔震支座端、連廊預(yù)埋端錨固等連廊構(gòu)件，在8°多遇、8°設(shè)防、8°罕遇等設(shè)防水準(zhǔn)下，對(duì)連廊的損傷狀態(tài)進(jìn)行分析。

本次工程將連廊損傷狀態(tài)劃分成基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞、毀壞等5 個(gè)類別，在其他條件均一致的情況下，得出連廊各個(gè)結(jié)構(gòu)部件的易損性。裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用結(jié)果如表2 所示。

表2 裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用結(jié)果

由表2 可知，在其他條件均一致的情況下，連廊主體結(jié)構(gòu)在3 種地震類型下，基本完好的平均概率為53.39%；輕微破壞的平均概率為26.22%；中等破壞的平均概率為16.18%；嚴(yán)重破壞的平均概率為4.05%；毀壞的平均概率為0.17%。隔震支座端在3 種地震類型下，基本完好的平均概率為96.93%；輕微破壞的平均概率為2.57%；中等破壞的平均概率為0.50%；嚴(yán)重破壞的平均概率為0.01%；毀壞的平均概率為0.00%。預(yù)埋端錨固在3 種地震類型下，基本完好的平均概率為65.46%；輕微破壞的平均概率為28.27%；中等破壞的平均概率為5.38%；嚴(yán)重破壞的平均概率為0.88%；毀壞的平均概率為0.06%。可見，用本文設(shè)計(jì)的連廊裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制技術(shù)之后，連廊各構(gòu)件能基本抵御中小型地震災(zāi)害，并在隔震支座端有較低的易損性，連廊工程施工質(zhì)量控制效果較強(qiáng)，能確保連廊整體機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，符合本文研究目的。

3 結(jié)語

鋼桁架連廊作為連體建筑的主體構(gòu)件，其施工質(zhì)量控制至關(guān)重要。因此，本文設(shè)計(jì)了大跨度鋼桁架連廊裝飾裝修工程施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)。從胎架支撐、斜腹桿、拉索結(jié)構(gòu)等方面，控制連廊整體施工質(zhì)量，為降低連廊結(jié)構(gòu)的易損性提供保障。