首页 >
论文范文 >
工程工业论文 >
建筑工程论文 >
新型三角桁架独立支撑体系在超高层项目中的研究与应用
摘要：超高层建筑施工过程中，一般需在各单体之间设计多处沉降后浇带且留置时间较长，必须设置模板和支撑。为此，依托河南省信阳CAZ双创产业园超高层项目，对新型三角桁架独立支撑体系在后浇带施工中的应用进行研究。传统后浇带独立支撑体系在搭设过程中，材料占用周期长、周转速度慢；搭设完成后，独立支撑体系立杆间距较小，造成材料运输不便。针对此情况，通过数值模拟、现场监测等手段，证明了主体结构后浇带处新型三角桁架独立支撑体系施工技术的可行性、安全性、经济性，可为同类工程提供参考。
加入收藏
随着社会的发展,建筑行业不断向着更高层次发展｡超高层建筑有效缓解城市人口和土地资源之间的矛盾,在未来城市发展中将扮演重要的角色[1-3]｡超高层建筑一般需在各单体之间设计多处沉降后浇带,后浇带是避免基础产生不均匀沉降的一种措施,但后浇带留置时间较长[4-5],在结构顶部封闭60d以上才能封闭[6]｡根据结构质量验收规范要求,对后浇带必须独立设置模板和支撑[7]｡传统后浇带多采用扣件式脚手架单支单拆[8]､复合支撑体系[9],一般采用普通钢管脚手架､模板､方木､PVC管混凝土柱[10-11]等作为后浇带支撑体系,长期占用周转材料,不仅时间长､成本大,还易出现钢管生锈和木模板腐烂现象[12],影响使用效果｡因此,如何保证安全､提高施工效率､降低成本､加快材料周转,成为项目施工过程中一大重要课题[13-14]｡
本项目结合现场施工中的应用要点进行系统分析,决定采用一种新型三角桁架独立支撑体系｡该体系具有设计简单,安装､拆卸､周转便捷､稳固安全､承载力高､通用性强等优点,不仅能解决传统工艺的弊端,还能很好地优化后浇带独立支撑施工工艺,确保后浇带结构施工的质量安全,同时提高后浇带位置的空间利用率和独立支撑体系的周转率｡
1、工程概况
信阳CAZ双创产业园(A座､B座)超高层项目矗立于河南省信阳市羊山新区,占地面积约3.97万m2｡建筑基础形式为灌注桩+筏板基础,结构体系为钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒结构体系,基础混凝土等级为C40,抗渗等级P8;塔楼核心筒区域筏板厚度为3.6m,其他区域筏板厚度为800mm,混凝土等级为C35,抗渗等级P8;地下车库负二层顶板厚度为120mm和180mm,混凝土等级为C35｡A座和B座塔楼的四周均设有后浇带,后浇带宽度800mm｡后浇带两侧梁板结构模板支设期间,同步支设三角桁架独立支撑,独立支撑采用新型三角桁架固定钢管立柱｡通过连接件组成等边三角形,稳定其结构[15-17],同时,通过可调托撑调节组合立杆高度,实现架体高度的精准调整｡
项目具有“高”“大”“全”“难”“紧”“新”“优”7大特点:
1)建筑高度高｡塔楼高度180m,是信阳第一高楼,技术含量高､质量标准高｡
2)项目规模大｡2栋塔楼､5个商业体的总建筑面积达21.75万m2,具有提升企业形象的意义｡
3)设计专业全｡涉及钢结构､智能化､节能环保等26个专业｡
4)施工组织难:交叉､平行､立体及分段作业方式交织并存,资源调配及运输等现场组织､管控､协调难;技术管理难:拥有钢管混凝土收缩､基于BIM综合机电布线､1.1万m3的大体积混凝土筏板基础裂缝等12项技术攻关点;安全管控难:涉及深基坑､大跨度､全钢爬架等10项超危大工程,安全风险大｡
5)施工工期紧｡项目合同工期为18个月,与同类项目相比,缩短50%｡
6)施工工艺新｡项目涉及建筑业10大新技术应用中的8项内容｡7)工程质量优｡项目过程规范施工,工序一次成优,争创鲁班奖｡
2、新型三角桁架独立支撑体系
2.1构造形式
新型三角桁架独立支撑体系主要由3根盘扣式钢管立柱(Q345,⌀48.3mm×3.2mm)､连接件小横杆(Q235,⌀30mm×2.5mm)､支座和支撑顶板组成三角桁架,如图1所示｡小横杆长度30cm,横杆间距1m设置1道圆盘扣,上､下立杆套筒由限位插销孔固定组合在一起,可以调节组合立杆高度,调节范围为2.8~4.2m｡三角桁架独立支撑体系搭设间距3m左右,由于间距大､无贯通拉结杆,可提升施工周期内的场地空间,提高工序穿插的施工效率｡2.2工艺原理后浇带两侧主体结构混凝土养护达到龄期后,梁侧模支架需要拆除,后浇带结构处于悬臂结构｡为保证后浇带悬臂结构受力稳定,需进行建模分析｡从底板开始,逐层对应同一位置同步搭设三角桁架独立支撑,施工技术参数如表1所示｡
图1新型三角桁架独立支撑构造
表1新型三角桁架独立支撑体系施工技术参数
2.3荷载稳定性验算分析
选取负二层局部悬挑长度最大的区域进行三角桁架独立支撑受力复核验算｡计算程序采用MidasGen2021V1.1,结合施工图纸,模拟计算如图2所示｡
图2后浇带处三角桁架独立支撑受力模型及约束条件
独立支撑顶部与混凝土梁底部的接触采用节点仅耦合3个方向位移的方式,恒载除包括结构构件自重外,附加0.5kN/mm2,活载为0.5kN/mm2｡支撑架最大应力比为0.71,如图3(a)所示｡三角桁架独立支撑最大应力比小于1,可保证架体结构安全｡混凝土梁端变形与独立支撑顶部的竖向位移协调变形,最大位移为1.0mm,应力比为0.71MPa,立柱长细比最大为39.51,如图3(b)所示｡由上可知,此三角桁架独立支撑方案满足设计要求｡
图3荷载稳定性验算分析结果
2.4工艺流程
具体工艺流程为:技术准备→测量放线→梁板盘扣支架安装→梁板模板安装→组装独立支撑→安装独立支撑→拆除梁板盘扣支架→后浇带浇筑→拆除独立支撑｡
1)组装独立支撑｡在梁板模板安装前,进行独立支撑组装,组装时,按照梁板高度,应分别计算杆件的搭接配置,以及顶撑､底撑的自由高度,以满足规范要求｡钢管立柱竖向间距1m,设有圆盘扣连接件,3根钢管立柱之间采用长度300mm的连接件小横杆及销钉固定,独立支撑顶部设有支撑顶板｡
2)安装独立支撑｡搭设独立支撑前,确保底板有强度且干净,根据独立支撑方案平面布置图和后浇带位置进行地面放线弹线,确定地下室底板上支模架钢管和钢管的位置｡独立支撑搭设间距在3m左右｡在钢管底部放置200mm×200mm×18mm的模板,垫在混凝土底板上,然后在确定的位置上,将钢立柱的内管套入外管,外管朝上,使用销轴固定｡安装顶部支撑垫板,调节外管上端的螺纹式套管,使支撑垫板与方木抵紧,高度调节完毕后即完成安装,如图4所示｡
图4三角桁架独立支撑体系
3)拆除梁板脚手架｡主体浇筑混凝土达到拆模强度后,按搭设顺序拆除梁板脚手架,顺序为:先支的后拆､后支的先拆,先拆非承重部分､再拆承重部分｡
3、变形监测
为了验证三角桁架独立支撑体系的安全性,支撑受力前､后对其进行了变形监测,结果如图5所示｡
根据数据分析,三角桁架独立支撑体立柱的实测挠度小于理论验算挠度,故三角桁架独立支撑体变形状态处于安全状态｡结果表明:各项监测数据均在合理可控范围内波动,变形值均小于预警值且无持续上升趋势,三角桁架独立支撑体结构体系安全稳定｡
图5三角桁架独立支撑体系变形量曲线
4、效益分析
4.1经济效益
后浇带按6个月的时间测算,将新型三角桁架独立支撑体系与普通钢管脚手架进行经济性对比:
1)采用钢管脚手架支撑方式时,后浇带模板需4716.51m2,人工300元/工日,耗费786个工日,人工费需23.58万元;材料费包括购买模板4716.51m2,材料单价35元/m2,购买模板需16.51万元;购买方木需7074.77m,材料单价4元/m,方木材料费需2.83万元;租赁钢管47165.1m,租赁180d,0.01元/m,钢管租赁费需8.49万元;间接管理费21.14万元｡共计72.55万元｡
2)采用新型三角桁架独立支撑体系时,后浇带长4600m,需1534个新型三角桁架,每个面积0.039m2,租赁单价45元/m2;模板+人工费单价为470元/m2;间接管理费为6.97万元｡共计10.05万元｡
通过以上对比可知,新型三角桁架独立支撑体系的经济性要优于钢管脚手架支撑,可为项目节省人工费20.98万元､材料费19.13万元､租赁费8.22万元､间接管理费14.17万元,合计62.5万元｡
4.2社会效益
采用新型三角桁架独立支撑体系,施工操作简单,可提高地下室各个工序穿插施工效率,加快了材料周转｡同时,新型三角桁架独立支撑体系受力安全可靠,外观形象､文明施工效果好,符合建筑行业绿色发展的要求,适合在同类工程中进行推广｡
5、结语
经信阳CAZ双创产业园超高层项目的实践,新型三角桁架独立支撑体系施工技术的应用特点如下:
1)钢管立柱设有盘扣连接件,盘扣连接件由3根钢管组成,采用连接件连接为整体,稳固安全｡通过可调托撑调节组合立杆高度,调节范围为2.8~4.2m,加上1m的间距,可提升施工周期内的场地空间,提高工序穿插的施工效率｡
2)通过数值模拟､现场监测及施工工艺优化等手段,证明了主体结构后浇带处新型三角桁架独立支撑体系施工技术的可行性､安全性｡
3)解决了后浇带支撑体系连续搭设,占用材料周期较长,无法保证施工通道通畅高效的弊端,外观形象､文明施工效果好｡同时,具有良好的经济效益,具有推广应用及市场前景｡
参考文献:
[1]韦彬.超高层建筑结构选型及经济性分析[J].城市建筑,2021(23):88-90.
[2]胡慧玲.超高层住宅建筑设计浅析[J].中文科技期刊数据库(全文版):工程技术,2023(5):114-117.
[3]MALOTTD,虞稚哲.探索超高层建筑的未来:以深圳平安财险大厦为例[J].当代建筑,2024(4):39-41.
[4]陈华平.建筑施工中后浇带的施工技术及运用[J].建筑技术开发,2020,47(21):41-42.
[5]林航.分析后浇带施工工艺在建筑工程中的应用技术要点[J].陶瓷,2024(10):231-233.
[6]蔡历颖,李龙,邓勇,等.单侧可调式钢管砂桶支撑后浇带体系施工技术研究[J].技术与市场,2024,31(1):72-76.
[7]段运华.新型工具式钢木组合模板支撑体系在现浇混凝土墙中的应用[J].建筑施工,2022,44(9):2137-2139.
[8]贾世龙,谢建坤,姚明乐,等.多规范视阈下扣件式钢管支撑体系稳定承载力数值模拟分析[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2024(2):302-312.
[9]杨和钟,周士杰.沉降后浇带素混凝土柱与盘扣架体复合支撑技术[J].建筑机械化,2022,43(10):81-83.
[10]谢雁翔,颜平.后浇带可调式钢柱独立支撑体系优化[J].建设监理,2024(7):119-122.
[11]李旺喜.梁板后浇带PVC管混凝土柱独立支撑体系应用[J].建筑机械化,2024,45(9):136-138.
[12]吕盼龙,赵德军.后浇带可调式独立支撑体系施工技术[J].中国高新科技,2022(8):61-62.
[13]周洲,孟金龙,徐小帆,等.可周转式后浇带支撑技术研究[J].建筑技术开发,2022,49(9):80-82.
[14]樊光光,胡宇琛.后浇带可调节工具式支撑体系的应用研究[J].山西建筑,2024,50(21):97-99.
[15]张硕,张志松,谢喆,等.一种新型快拆式后浇带独立支撑体系的研究[J].建筑技术开发,2023,50(11):109-111.
[16]朱钰,童艳丽,王志伟,等.组合式三角形桁架后浇带支撑体系施工技术[J].建筑机械化,2024,45(2):66-69.
[17]唐川川,袁昌成,周汉泉,等.新型三角式后浇带支撑技术研究[J].建筑技术开发,2024,51(9):32-34.
基金资助:中铁十五局集团有限公司科技研发计划项目(2023A6);
文章来源:夏宗军.新型三角桁架独立支撑体系在超高层项目中的研究与应用[J].建筑施工,2025,47(03):431-434.
分享：
相比传统建筑方式,装配式建筑具有施工周期短､质量可控､环境污染小等诸多优势[1]｡然而,在装配式建筑中,电气安装工程具有复杂性和多样性,施工过程不仅要求设计和施工标准化､模块化,还需要与装配式建筑其他施工环节高度协调[2-3],否则会导致施工冲突､效率低下等问题,进而影响整个工程的施工进度和质量｡
2025-09-07
太原武宿国际机场三期改扩建工程T3航站楼项目为山西省交通强省建设标杆工程｡该工程采用“大港湾+三通道”的三指廊构型,划分为中心区(包括主楼和中指廊)､东指廊､西指廊3个部分｡主楼高屋盖为桁网混合结构,北侧为桁架,南侧为网架结构,高屋盖屋脊及南侧网架中轴位置设置天窗,南北侧均呈凹曲面造型｡
2025-09-07
在室内环境监测中,需要通过实时监测数据来反映环境质量,对提高我国总体的室内空气质量具有重大意义[1]｡随着人们生活水平的提高和工作方式的改变,越来越多的生产和生活在室内完成,大多数人每天80%的时间在室内度过,因此室内空气质量的好坏对人体健康有非常大的影响,也提升了人们对室内空气质量的关注[2]｡
2025-09-07
传统的太阳能路灯采用单灯控制模式,控制方式比较简单,通过固定时间进行开关控制,并且开关时间无法通过远程进行修改,导致能源浪费严重,存在无效照明时间[1]｡在深夜时分,路上已经没有行人和车辆时,路灯却仍处于正常亮度,这无疑是对资源的一种浪费｡
2025-09-07
现代建筑工程以推广装配式建筑､智能建造与建筑工业化､绿色建材为目标[1],工程项目的复杂性､规模性和不确定性,使得传统管理方式难以实现对项目全过程的精准控制｡BIM技术作为一种新型科学数字化技术,通过构建三维数据模型,实现对建筑工程项目的全面信息化管理[2]｡
2025-09-07
沙坡头区兴仁镇区域地层主要以砂壤土及壤土层为主,沙坡头区2022年兴仁镇西里村现代高效节水农业项目分别在西里村及惠家沟村建设两座过滤器厂房,所选场地属于Ⅳ自重湿陷性场地｡过滤器厂房地基处理采用素土挤密桩进行处理｡本文针对该项目西里及惠家沟两处泵房地基处理措施,浅谈素土挤密桩在工程中的运用｡
2025-09-07
装配式结构安装如果能做到加大集成量,减少装配数,无疑是一种更快的现场安装施工方式,因此在钢结构拱肋安装施工时,往往优选加大拱肋安装节段长度,减少拱肋安装节段数量｡由于钢结构拱肋在安装施工过程中容易变形､稳定性差,因此常规利用支架支撑进行钢结构拱肋安装时,基本采用多支架支撑的施工工艺,拱肋的所有重量都由支架承担｡
2025-09-07
随着工业革命对科学的推动,独立院系的产生,传统学科边界逐渐显露局限性,而学科交叉便是打破学科边界局限性的方式｡我国高等教育发展也在国家政策导向下,重视交叉学科建设,并在2021年正式将“交叉学科”列为第十四个学科门类｡
2025-09-07
由于钢结构具有自重轻､强度大､寿命长等特点,在高层及超高层建筑中得到了广泛应用｡在钢结构施工中,影响安装质量的因素多种多样,除了钢构件自身的质量与性能外,吊装方式是否科学､安装误差是否符合规范以及组装连接是否可靠等,都会直接影响钢结构的稳定性与安全性｡
2025-09-07
高寒地区铁路站房给排水系统是交通基础设施的重要组成部分,其设计与运行的稳定性在恶劣气候条件下逐渐成为关键关注点[1]｡当前,传统的防冻保温技术在一定程度上改善给排水系统的运行环境,但随着寒冷地区气候变化的加剧,现有技术在面对极端低温时的应用效果仍然存在一定局限性｡
2025-09-07
人气：11387
人气：11161
人气：10810
人气：7506
人气：4726
我要评论
期刊名称：建筑技术开发
期刊人气：2179
主管单位：北京建工集团有限责任公司
主办单位：北京建工集团有限责任公司
出版地方：北京
专业分类：建筑
国际刊号：1001-523X
国内刊号：11-2178/TU
邮发代号：82-230
创刊时间：1974年
发行周期：半月刊
期刊开本：大16开
见刊时间：4-6个月
影响因子：1.745
影响因子：1.093
影响因子：1.922
影响因子：0.585
影响因子：0.000
科普杂志阅读、期刊信息查询、论文下载、文献查询、原创文章检测等多项服务。
服务热线
您的论文已提交，我们会尽快联系您，请耐心等待！
你的密码已发送到您的邮箱，请查看！
2025-03-27
66
上传者：管理员
