專利名稱：吊柱式鋼結構胎架法施工工法的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑工程施工技術領域，尤其是吊柱式鋼結構施工工法。
背景技術：
吊柱結構形式通常主要應用于體育場館、會議場等建筑，用以取代和減少空間立柱，以獲得較大的使用空間、滿足建筑物使用功能的要求。與普通的梁柱結構形式不同，吊柱結構受力途徑是自下而上傳遞，其傳力途徑一般為吊柱下部樓面結構一吊柱一吊柱上部大梁(桁架梁)一立柱。吊柱的設計受力狀態是受拉柱，因此設計中一般采用鋼結構形式，以充分發揮鋼材受拉強度高、自重輕的優勢。由于吊柱與普通的梁柱體系立柱受力情況大不相同，因而在施工過程中不能簡單套用普通梁柱體系的施工工藝，必須仔細考慮吊柱結構體系的受力傳遞途徑和受力情況，并充分考慮施工過程中結構受力的變化，采取有效技術措施以確保施工質量。吊柱式鋼屋蓋受力途徑是自下而上傳遞，其傳力途徑為吊柱下部樓面結構一吊柱—吊柱上部大梁(桁架梁)一立柱。從受力途徑上分析，施工應先施工立柱，然后是吊柱底層大梁(桁架梁)，再施工吊柱，最后是下步樓層施工，這與一般建筑結構的先柱后梁板自下而上施工順序相反。按此方式施工，在吊柱下部樓層完成后吊柱及梁板難以吊裝施工，要采取滿堂腳手架高空拼裝，腳手架施工范圍大，工藝時間長，高空作業工序多，對質量、安全、工期、成本等多方面都存在較多不利因素。
發明創造內容本發明的目的是提供吊柱式鋼結構胎架法施工工法，其將吊柱體系變為普通梁柱體系進行施工，解決了設計受力傳遞路線與常規施工順序之間的矛盾，用常規的自下而上施工工藝組織施工，簡便高效，適用范圍廣。本發明的目的可 通過如下技術方案來實現:
吊柱式鋼結構胎架法施工工法，包括如下施工步驟:
(I).胎架設計
胎架是本發明的主要工具，，其作用是在上部鋼結構安裝期間將荷載安全可靠的傳遞至下面基礎或支撐，同時也作為上部鋼結構分段安裝的支撐點，施工完成后拆除。胎架的設計要滿足承擔上部荷載包括樓板、吊柱、屋蓋在內的所有傳遞的豎向荷載以及施工荷載，胎架為型鋼組成的格構式柱，具體尺寸和型號要經過計算確定。(2).胎架搭設
胎架的布置位置位于吊柱的正下方，胎架應牢固支撐在基礎或樓板上，從底層開始搭設，胎架與樓板接觸點的胎架底部可采用鋼板加膨脹螺絲的方式進行穩固，胎架安裝時以鋼絲繩作為纜風繩，增加其安裝及使用過程中的穩定；胎架下部如有地下室，則要計算胎架部位樓板受力情況，必要時要采取回頂等加固措施，確保豎向力傳遞安全可靠；
胎架頂端要設置操作平臺，在胎架頂部布置工字鋼橫梁，在橫梁上布置4組千斤頂，千斤頂用于支頂吊柱節點和結構安裝完畢后胎架的釋放。(3).吊柱下節點鋼結構樓層安裝
吊柱下節點鋼結構樓層按照主梁、次梁、樓面板順序吊裝，可以采取分區平行施工，也可以分區流水施工，期施工工藝與普通鋼結構樓層相同。(4).復核吊柱及屋蓋主桁架(大梁)是否滿足施工工況受力要求
吊柱設計為受拉柱，在實際施工中是受壓狀態，承受上部屋蓋荷載和施工荷載，吊柱安裝前對吊柱在施工過程中受力情況進行分析和計算，確保吊柱強度及剛度滿足施工工況要求。對不能滿足施工要求的要采取增加斜撐、肋板、加大壁厚等加固、補強措施，確保施工質量和安全；
屋蓋體系主桁架(大梁)在施工吊裝期間受力狀態與設計也有所不同，同樣需要復算以確保安全。(5).吊柱安裝
吊柱安裝與普通鋼立柱安裝工藝基本相同，吊柱根據現場布置和吊裝機械起重能力選擇吊裝方式，吊柱吊裝可與下節點樓層安裝穿插進行。(6).鋼屋蓋吊裝
鋼屋蓋主桁架(大梁)是吊柱體系中的主要受力構件，同時承擔上部屋面荷載下部吊柱荷載，在場地允許的情況下，可以選用較大型的起重設備將主桁架整體吊裝，否則，將主桁架以鋼吊柱為分界線進行分段吊裝，通過桁架與吊柱的節點將與主桁架分段裝在一起，這種吊裝方式適用于場地受限、吊裝設備起重能力較小的情況，具有施工方便、靈活的優點，缺點是增加了節點施工；
主桁架(大梁)安裝完成后，按照先主梁后次梁再圍護結構的順序進行屋面安裝。(7).胎架拆除
上部結構施工完畢并經驗收后，方可進行胎架的拆除，拆除胎架前，先將上部的千斤頂同步緩慢收縮脫離吊柱，然后再自上而下拆除胎架和支撐。拆除時應在每層樓面設置觀測點，觀測樓面變形情況。本發明具有是下突出的實質性特點和顯著進步:
本發明將吊柱式鋼結構體系變為普通梁柱體系進行施工，解決了設計受力傳遞路線與常規施工順序之間的矛盾，用常規的自下而上施工工藝組織施工，簡便高效，適用范圍廣。
圖1為本發明的工藝流程圖。圖2為工程實例示意圖。圖中，I—支頂，2—邊柱,3一胎架,4一第二層鋼結構樓面，5—屋面支柱，6—吊柱，7一主祐1架，8—屋面，10一第一層樓面，20一負一層樓面，30一負二層地面。
具體實施例方式下面用一實施例對本發明作進一步說明:
圖2是某工程的施工簡圖。該建筑物總共三層，一層以下及地下室為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，二層樓面以上部分(含屋架)采用鋼結構，大跨度屋架采用鋼桁架結構，建筑物平面呈正八邊型，邊長為47.7m。因使用需要，一層會議室內部沒有設置立柱，而是在二層設置了吊柱6，通過吊柱6將二層梁板荷載傳遞到屋蓋主桁架7。鋼結構主要由鋼吊柱、型鋼梁、鋼桁架組成。鋼吊柱6由0600*20的鋼管組成，柱腳連接方式為預埋件形式；鋼結構主體分為二層樓板鋼結構和屋蓋鋼結構兩大部分。二層樓板鋼結構主要由H型鋼梁組成，規格有H1000*600*28*40、H588*300*12*20、H594*302*13*24、H390*300*10*16，鋼梁與鋼柱(或混凝土柱)連接方式主要采取高強螺絲連接和焊接，屋蓋鋼結構由四組單片鋼管主桁架、四榀單片鋼管次桁架及H型鋼梁組成，鋼管主祐1架長約37800mm,高約3246mm。該工程在施工中應用了本發明，具體施工過程(如圖1)如下:
(I).胎架設計
胎架3采用型鋼組成的格構式柱的形式，具體尺寸是:2000mm*2000mm，主要由角鋼和工字鋼組成。(2).胎架搭設
胎架3布置于吊柱6的正下方，胎架3牢固支撐在負一層樓板10上，從底層開始搭設，胎架3與負一層樓板接觸點的胎架底部采用25mm鋼板加膨脹螺絲的方式進行穩固，胎架3安裝時以0 12鍍鋅鋼絲繩作為纜風繩，增加其安裝及使用過程中的穩定；
胎架頂端要設置操作平臺，方便施工操作，在胎架頂部布置工字鋼橫梁，在橫梁上布置4組千斤頂，用于支頂吊柱節點和結構安裝完畢后胎架的釋放；
在負一層和地下室下對應胎架3位置采用格構柱式支架I進行回頂，支架I的格構柱設計尺寸為2000mm*2000mm，主要由角鋼和工字鋼組成。(3).吊柱下節點鋼結構樓層安裝
吊柱下節點鋼結構樓層4按照主梁、次梁、樓面板順序吊裝，期施工工藝與普通鋼結構樓層相同。(4).復核吊柱及屋蓋主桁架(大梁)是否滿足施工工況受力要求
吊柱6安裝前對吊柱在施工過程中受力情況進行分析和計算，確認吊柱6強度及剛度滿足施工工況要求；也對屋蓋體系主桁架7 (大梁)作復算，確認安全。(5).吊柱安裝
吊柱6的安裝與普通鋼立柱安裝工藝基本相同，吊柱吊裝可與下節點樓層4安裝穿插進行，吊柱6根據現場布置和吊裝機械起重能力，選擇吊裝方式。(6).鋼屋蓋吊裝
鋼屋蓋主桁架7 (大梁)是吊柱體系中的主要受力構件，本發明采用將主桁架7以鋼吊柱為分界線進行分段吊裝方式，再通過桁架與吊柱的節點將與主桁架分段裝在一起；主桁架7 (大梁)安裝完成后，按照先主梁后次梁再圍護結構的順序進行屋面8安裝。(7).胎架拆除
上部結構施工完畢并經驗收后，進行胎架3的拆除；拆除胎架3前，先利用上部的千斤頂同步緩慢收縮脫離吊柱，然后再自上而下拆除胎架3和支撐。拆除時應在每層樓面設置觀測點，觀測樓面變形情況。采用本工法，高效可靠的完成了施工任務，獲得了業主及有關單位的好評。
權利要求
1.吊柱式鋼結構胎架法施工工法，包括如下施工步驟: (1)胎架設計 (2)胎架搭設 (3)吊柱下節點鋼結構樓層安裝 (4)復核吊柱及屋蓋主桁架是否滿足施工工況受力要求 (5)吊柱安裝 (6)鋼屋蓋安裝 (7)胎架拆除 其特征在于: (1) 胎架設計 胎架的作用是在上部鋼結構安裝期間將荷載安全可靠的傳遞至下面基礎或支撐，同時也作為上部鋼結構分段安裝的支撐點，施工完成后拆除；胎架的設計要滿足承擔上部荷載包括樓板、吊柱、屋蓋在內的所有傳遞的豎向荷載以及施工荷載，胎架為型鋼組成的格構式柱，具體尺寸經過計算確定； (2) 胎架搭設 胎架的布置位置位于吊柱的正下方，胎架牢固支撐在基礎或樓板上，從底層開始搭設；胎架下部如有地下室，則要計算胎架部位樓板受力情況，必要時要采取回頂加固措施，確保豎向力傳遞安全可靠； 胎架頂端設置操作平臺，在胎架頂部布置工字鋼橫梁，在橫梁上布置4組千斤頂，千斤頂用于支頂吊柱節點和結構安裝完畢后胎架的釋放； (3).吊柱下節點鋼結構樓層安裝 吊柱下節點鋼結構樓層按照主梁、次梁、樓面板順序吊裝，采取分區平行施工或分區流水施工，其施工工藝與普通鋼結構樓層相同； (4).復核吊柱及屋蓋主桁架是否滿足施工工況受力要求 吊柱設計為受拉柱，在實際施工中是受壓狀態，承受上部屋蓋荷載和施工荷載，安裝前對吊柱在施工過程中受力情況進行分析和計算，確保吊柱強度及剛度滿足施工工況要求，對不能滿足施工要求的要采取增加斜撐、肋板、加大壁厚等加固、補強措施； 屋蓋體系主桁架在施工吊裝期間受力狀態與設計也有所不同，同樣需要復算以確保安全； (5).吊柱安裝 吊柱安裝與普通鋼立柱安裝工藝基本相同；吊柱根據現場布置和吊裝機械起重能力選擇吊裝方式；吊柱吊裝可與下節點樓層安裝穿插進行； (6).鋼屋蓋吊裝 鋼屋蓋主桁架是吊柱體系中的主要受力構件，同時承擔上部屋面荷載和下部吊柱荷載，在場地允許的情況下，可以選用較大型的起重設備將主桁架整體吊裝，否則，將主桁架以鋼吊柱為分界線進行分段吊裝，通過桁架與吊柱的節點將與主桁架分段裝在一起； 主桁架安裝完成后，按照先主梁后次梁再圍護結構的順序進行屋面安裝； (7).胎架拆除 上部結構施工完畢并經驗收后，進行胎架的拆除，拆除胎架前，先將上部的千斤頂同步緩慢收縮脫離吊柱，然后再 自上而下拆除胎架和支撐。
全文摘要
本發明涉及建筑工程施工技術，提出一種吊柱式鋼結構施工工法，包括施工步驟(1)胎架設計；(2)胎架搭設；(3)吊柱下節點鋼結構樓層安裝；(4)復核吊柱及屋蓋主桁架是否滿足施工工況受力要求；(5)吊柱安裝；(6)鋼屋蓋安裝；(7)胎架拆除。步驟(1)中胎架要滿足承擔上部所有豎向荷載和施工荷載；步驟(2)中將胎架布置于吊柱的正下方，胎架牢固支撐在基礎或樓板上，胎架頂端設置4組千斤頂；步驟(3)中利用胎架按普通鋼結構樓層安裝工藝在吊柱下節點吊裝鋼結構樓層。本發明將吊柱式鋼結構體系變為普通梁柱體系進行施工，解決了設計受力傳遞路線與常規施工順序之間的矛盾，用常規的自下而上施工工藝組織施工，簡便高效，適用范圍廣。
文檔編號E04G21/14GK103195256SQ20131011213
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者黃健, 曾勇青, 羅偉坤, 王恒, 程炯, 戚衛豐, 李勇軍, 潘愛農 申請人:廣東省建筑工程集團有限公司