型钢混凝土组合结构空间分叉柱（撑）施工技术

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)施工技术
原波，洪彪，胡旭，马超
(北京建工集团有限责任公司总承包部，100055，北京)
摘要：于家堡金融区起步区项目03—15地块工程附楼存在大量型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)形式。
施工中，对该结构进行了合理分段，采用计算机辅助设计软件进行了深化设计，以及在测量、钢筋、模板、混凝土
等关键工序运用了科学的施工技术，保证了施工质量与安全，达到了设计预期目的。
关键词：型钢混凝土组合结构；空间分叉柱(撑)；空间段．戈0分；深化设计；节点
中图分类号：TU398．9 文献标识码：B 文章编号：1000—4726(2013)01—0041-04
CoNSTRUCTIoN TECHNIQUE FoR SPATIAL BIFURCATE COLUMN (BRACE)OF PRoFILE
STEEL REINFoRCED CoNCRETE COMPoSITE STRUCTURE
YUAN Bo，HONG Biao，HU Xu，MA Chao
(General Contract Department of Beijing Construction Engineering Group，100055，Beijing，China)
Abstract：In project of plots 03—15 in the starting area of Yujiapu Financial District，many spatial
bifurcated columns (supports)are used．in the profile steel reinforced concrete composite structure of affiliated
building．During construction，the structure is reasonably divided into several segments and computer-aided
design software is used．for in-depth design and scientific construction techniques are used at key construction
points，such as measurement，steel bar,．formwork and concrete，to successfully guarantee the construction quality
and safety andllt0 realize the expected design effects．
Key words：profile steel reinforced concrete composite structure；spatial bifurcated column (brace)；spatial
segment；division；in-depth design；node
型钢混凝土组合结构(又称劲性混凝土结构)以其
优良的性能已被广泛应用于工程中，随着人们对空间美
感的追求不断提高，应运而生的型钢混凝土组合结构空
间分叉柱(撑或斜柱)结构形式势必也会成为该领域一
个不可或缺的部分。在于家堡金融区起步区项目03—15
地块工程附楼施工过程中对型钢混凝土组合结构进行
了深入探索和总结，在深化设计、工艺方法、质量与安全
等方面运用了科学有效的施工技术。该工程的成功实践
对今后类似工程施工具有良好的借鉴意义。
1 工程概况
于家堡金融区起步~03-15地块工程位于天津市
滨海新区，其附楼地上共7层，有型钢混凝土组合结构
空间分叉柱(撑)9处，其中空间三分叉点2处，空间四分
叉点1处，空间三分叉交汇点(空间倒分叉)6处，枝杈空
间最大夹角46o。从分叉点到交汇点最大距离22．6 m，根
部分叉段最大构件截面轮廓尺寸3．1 1 mx3．1 1 m，中间
段截面最大尺寸1．10 mx1．10 m。此类空间多分叉结构
相对于传统的斜柱与立柱仅在单一平面内交汇结构形
收稿日期：2012—11-01
作者简介：原波(1969一)，男，山东招远人，高级工程师，常务副经理，e—
maihyuanbo090@sina．com．
式，无论在深化设计上还是施工方法上都有很大差异，
其应用尚属国内首次(图1)。。
2 型钢构件空间段划分
2．1 划分原则
因为型钢混凝土组合结构分叉柱(撑)在竖向、斜
i
(b)
(c)
图1 型钢混凝土多分叉结构
(a)整体外观；(b)分叉部位；(c)倒分叉部位
·42· 建筑技术第44卷第1期
向、水平向均存在枝权，且各枝杈角度、截面尺寸也不
尽相同，具有非对称性，所以在型钢构件(又称钢骨)的
初步深化设计阶段应首先考虑保留原设计的三维整体
特性。以利于后续深化设计阶段乃至整个施工阶段的
测量作业、钢筋工程、模板工程可采取相应技术措施，
采用“三维整体切割三段划分原则”可有效解决上述
问题。
“三维整体切割三段划分原则”基本原理是将整
个空间构件整体通盘考虑．从尊重原结构设计空间要
求角度出发进行深化设计。首先，以各分叉点为核心确
定该点所连接的构件数量、倾角、截面尺寸、空间距离
等参数，并进行建模准备；然后，根据绘制出的三维模
型初步将构件划分为三段：根部分又段、中间段、顶部
交汇段，其中根部分叉段、顶部交汇段仍保持原有三维
整体特性，要求同一枝权两端的空间位置、倾角保持对
应．枝杈的长短则依据施工采用的吊装机械、临时支撑
稳固措施和最终枝权连接方法等相关因素综合确定；
中间段可依具体情况按普通构件划分为多段。此空间
段划分原则可充分发挥型钢构件工厂预制精度高、质
量保证率高的特点，避免现场进行空间拼接而影响质
量和工期。
2．2 划分技术要点
(1)型钢构件根部分叉段、顶部交汇段存在的各
枝权应满足原设计所需空间布局和倾角，且应将整段
全部连接件在工厂焊接或锻造预制完成，质量验收合
格后方可出厂。
(2)空间段划分应满足从工厂到现场的运输工具
要求，枝权不能过散、过长、过高(超过运输道路的通过
限制)。
(3)空间段划分应满足现场平面布置、吊装机械
要求，应使吊装机械够得着、吊得起。
一(4)空间段划分应避免构件整体偏心严重而使安
装、就位困难；应满足现场使用缆风绳、支撑脚手架等
临时固定措施的要求。
(5)型钢构件根部分叉段和顶部交汇段的各枝权
不能过短，造成各枝权空间狭小而无法满足临时固定
连接夹板的螺栓紧固或各段连接施焊作业，以及后续
模板支设作业所需空间要求；枝权也不宜过长而造成
后续钢筋、模板、混凝土工程施工困难：应采用枝权长
短交错、基本对称的分段方式。
3 型钢构件深化设计
3．1 深化设计方法
型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)的特点是存
在多个方向构件汇集，整段构件数量多、重量大、节点
部位复杂，且需综合考虑构件安装以及钢筋、模板、混
凝土等相关因素，由此深化设计主要采用Tekla
Structures和CAD计算机辅助设计软件进行，以方便计
算出各分段构件尺寸、重量和空间位置关系．结合工程
实际情况便于调整修改以切合施工需要。
3．2 深化设计技术要点
(1)充分考虑型钢构件根部分叉段、中间段(图2)、
顶部交汇段(图3)的相互拼接方式以及临时固定措施，
如设置焊接衬板、临时固定连接夹板等。
图根部圣、深化设计示意，间段节点闰3顶部交汇段工程实例
(2)空间段重量较大，存在偏心、，多段连接时通常
需合理设置吊耳、吊装孔的位置；斜向吊装连接可先计
算好吊点位置，采用经计算的不同长度的吊索进行吊
装固定，以保证安装倾角。
(3)一般情况下型钢构件连接采用焊接形式或高
强螺栓连接，相互连接段应充分考虑预留误差调节量，
如施焊坡口预留量或高强螺栓连接孔预留量。
(4)型钢构件各段、各节点部位深化设计时应充
分考虑与钢筋、模板、混凝土等后续【程施工方法相适
应。如采用焊筋板、连接器、穿筋孔的形式与钢筋工程
适应；采取预设螺栓孔以利于模板加固螺栓通过；型钢
构件截面大小、截面形式选择应充分考虑混凝土骨料
粒径等。
4 钢筋工程深化设计
4．1 深化设计方法
原设计结构图中钢结构部分与钢筋工程通常分开
进行，原结构设计很难充分考虑两者交叉矛盾之处，施
工单位则应采用Tekla Structures和CAD等计算机辅助
设计软件将型钢构件、主筋绘制在同一张图纸中