鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
摘 要：廈門建發國際大廈項目位于廈門東海岸的會展中心北片區，主樓高度219.4m。鋼管混凝土柱均為斜柱，1~15層向外傾斜2.45°，16~49層向內傾斜0.95°。該項目鋼結構施工具有焊接處較高、工期緊、海風大等特點，自行設計的裝配式操作平臺為鋼結構施工安全、加快施工進度提供有力的保障。
關鍵詞：高層鋼結構；裝配式操作平臺；施工；應用
1 施工概況
廈門建發國際大廈項目鋼結構主要由外框筒結構、核心筒勁性鋼骨柱和伸臂桁架三部分組成，外框柱鋼管柱由地下3層至49層，最大截面為φ1500×50mm，最小截面為φ1300×30mm，伸臂桁架分布在15~16層、31~32層避難層，貫穿核心筒外墻，成井字形。該項目主要存在三個鋼結構施工難點：
1）該項目地處廈門市海邊，平時地面風力達到3~4級；
2）該項目鋼管混凝土柱均為斜柱，對校正、焊接要求高；
3）業主要求工期緊。
如何做好沿海項目施工防風、防火，為校正、焊接提供良好的操作環境，同時縮短操作平臺的安裝時間，成為裝配式操作平臺的主設計思路。結合裝配式操作平臺特點，外框柱分段分在樓層結構標高高1.3m處，操作平臺安裝布置如圖1。
圖1 (裝配式鋼平臺)操作平臺布置
2 裝配式操作平臺的設計
2.1 平臺設計及主要材料
裝配式操作平臺的主要采用Q235材質，規格L100×100×6, L50×50×5以及厚度為3mm的鋼板。裝配式操作平臺的設計如圖2、圖3所示：
圖2 操作平臺平面
圖3 (裝配式鋼平臺)操作平臺立面
2.2 承載力計算
1)設計條件
裝配式操作平臺采用MIDAS/Gen V7.1.2軟件進行結構承載力驗算，操作平臺的自重可自動導入，施工活荷載主要由施工人員和設備材料的自重組成，取樓面活載q=2.0kn/m 2及最不利情況為5人（75kg）設備材料荷載的最大值。
(2)荷載取值
1)施工活荷載
按最不利情況為5個人，75KG設備材料荷載的最大值考慮：
LL1=1kn，LL2=2kn（1個操作人員的荷載，設備荷載，1個人算0.75kn）；
活荷載為=(0.75kn×5+2)kn/9m2=0.58 kn/m2＜住宅樓面活載q=2.0kn/m2,故取LL=2.0 kn/m2；
2)荷載組合（DL為恒載，LL為活載）
荷載組合1： 1.0×DL+1.4×LL
荷載組合2: 1.2×DL+1.4×LL
荷載組合3： 1.35×DL+1.4×（0.7）LL
(3)驗算結果
經MIDAS/Gen驗算可得，荷載組合2為最不利荷載組合，以下為荷載組合2下的位移、內力、應力、以及構件截面驗算：
1)平臺位移如圖4所示。
圖4 平臺位移圖
2)鋼梁剪內力如圖5，彎矩如圖6.
圖5 鋼梁剪力圖
圖6 鋼梁彎矩圖
3)鋼梁應力變化如圖7
圖7 鋼梁應力圖
4)鋼結構驗算比率如圖8
圖8 鋼結構驗算比率
2.3 驗算結論
1)主梁（截面L100×100×6）
最不利受力構件單元編號為32，經驗算第32號的構件軸向應力、彎曲應力、組合強度及剪切強度都滿足要求（詳見附件一驗算結果）；
2)次梁（截面L50×50×5）
最不利受力構件單元編號為40，經驗算第40號的構件軸向應力、彎曲應力、組合強度及剪切強度都滿足要求（詳見附件一驗算結果）。
3 與傳統操作平臺的對比
3.1 搭設效率對比
新操作平臺的搭設效率比舊操作平臺的搭設效率提高了400%，大大縮短了操作平臺的搭設時間，從而有力地保證施工進度，搭設效率對比如圖9所示。
注：圖為4個架子工在8h內搭設的個數。
圖9 搭設效率對比
3.2 經濟效益
裝配式操作平臺的一次性投入成本較高，但從長遠利益來看，新操作平臺的成本低于舊操作平臺，新操作平臺循環使用20次既可與舊操作平臺使用20次產生的成本相齊。
3.3 安全性、美觀性
新操作平臺在安全性較舊操作平臺有很大的提升，新操作平臺可進行整體吊裝，免除在鋼柱上搭設鋼管，大大減小了搭設平臺的危險性；同時密封性好，接火性能好；穩固性好，承載能力搞，防護嚴密有效防止小型工具掉落。
4 高層鋼結構施工中的應用
4.1 裝配式操作平臺的組拼
圖10 鋼平臺地面拼裝
4.2 裝配式操作平臺的安裝
圖11 鋼平臺吊裝
圖12 鋼平臺安裝
4.3裝配式操作平臺的使用
圖13 鋼柱校正
圖14 焊接過程防風
4.4裝配式操作平臺的轉運
圖15 裝配式操作平臺轉運
圖16 裝配式操作平臺拆除(裝配式鋼平臺)
5 維護與保養
由于本工程地處沿海城市，受海風的腐蝕影響較大，因此需要對裝配式操作平臺進行定期的維護與保養，做好防腐防銹工作。
6 結 語
針對本工程的三個施工難點，項目部自行設計了裝配式操作平臺，并成功地解決了這三個施工難題，為日后類似工程的施工提供借鑒與參考。
參考文獻
[1] GB 50068：2001 建筑結構可靠度設計統一標準[S].
[2] JGJ 80：91 建筑施工高處作業安全技術規范[S].
（中建鋼構有限公司，廣東 深圳 518040）
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