施工组织设计下载简介

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苏州某银行大楼中庭钢结构工程施工组织设计（论文）

第44卷第1期 2014年1月上

建 筑结构 Building Structure

水毁工程施工组织设计.docxVol. 44 No.1 Jan.2014

苏州某银行大楼中庭钢结构设计

戴雅萍，张志刚，陈磊

【苏州设计研究院股份有限公司，苏州215021

teelstructuredesign onatriumofabankbuildin

Dai Yaping ,Zhang Zhigang , Chen Lei

Suzhoulnstitute of Architectural Design Co., Ltd. , Suzhou 215021 , China)

中庭连廊采用钢结构桁架来实现入口大厅大跨 度挑空的建筑形式结构上中庭连廊与主塔楼设置 120mm宽的防震缝，中庭连廊与东侧裙房结构整体 相连结构平面布置图见图3。从图中可见从南侧 至北侧设置了5钢结构桁架分别为TRUSS1～5 其桁架跨度分别为46.11737.67733.60429.085 25.017m桁架高度为4300mm，以TRUSS2为例其 典型桁架立面图如图4所示。 桁架杆件截面采用H型钢，典型腹杆截面 H500×300×16×20其杆件长度与截面高度比最

大为8.3因此腹杆、弦杆节点均按刚接假定；桁架 之间设置H型钢次梁典型截面H700×350×16x 26。为节约净空高度楼层板采用120mm厚的钢筋 桁架板钢筋桁架板的典型截面大样如图5所示 另外弦杆均与本层楼板脱离即同层次的楼板底部 高出弦杆30mm不直接支撑在弦杆上，避免弦杆因 非节点区域受力而在弦杆中产生较大弯矩而降低弦

混凝土强度等级：C30，支承钢梁间距不大于3.5m

图5钢筋桁架板大样图

钢桁架弦杆的设置方式有两种：方案一：型钢的 强轴向垂直于桁架立面；方案二：型钢的强轴向平行 于桁架立面。在初步设计阶段，对两种布置方式进 行了反复的比较，以TRUSS1为例挑选下弦杆的中

戴雅萍等.苏州某银行大楼中庭钢结构设计

间位置截面两种设置方式在恒荷载、活荷载组合下 的内力数据见表1。

TRUSS1内力、应力比汇总

由上述计算分析可见：1）方案一由于弦杆平面 内刚度比较大吸收的弯矩也较大因此整个截面设 计的应力比比方案二略高一些；2）两个方案的轴力 相差不多。 值得注意的是，由于TRUSS1桁架立面上必须 与幕墙的模数相匹配，个别平面外搁置过来的次梁 没有位于节点位置造成弦杆中间位置有集中力，但 由此造成的弯矩值占整个弯矩值比例较小因此，上 述结构布置特点不成为上述方案比较的重点考虑因 素；虽然方案一的截面抗弯抵抗矩较大，但考虑到截 面中处于高应力状况的区域占整个截面的比例较方 案二大因此从效率和截面的安全储备来说，方案二 较为合理。 在初步设计阶段考虑到桁架受力较大而桁架 的高度受限制桁架弦杆与东侧裙房的连接方式考 虑均采用不动支座，但经过计算，该种边界条件下 支座的水平力较大，达到15800.1kN，支座和裙房 相连的梁无法承受如此大的水平力所以在设计中 把上弦杆设计成可滑动的支座，以此来释放水平力， 当然如此带来的问题是整个桁架的抗弯刚度下降 竖向变形会增加但整个结构的变形及杆件承载力 均在可控范围之内。

本工程桁架共5，单平面桁架受力分析显 示每桁架竖向变形相差比较大，从南往北桁架 在正常使用阶段的竖向变形为：55.43，65.38 48.2433.1623.99mm；桁架平面呈不规则的梯 形截面，而且桁架平面4层北侧为机房，南侧为餐 厅同一层楼面的使用活荷载类型差异比较大。 因此有必要对桁架进行整体受力分析，了解桁架 变形协调下楼板及边界构件的受力状况。钢桁架 整体三维模型如图6所示。桁架整体模型分析结 果有如下几点值得注意： （1）承担各桁架变形协调功能的组合楼盖应 力分析结果如图6所示5层楼板主应力以压应力

为主4层楼板应力以拉应力为主，上下两层楼板应 力均在混凝土的抗压和抗拉强度设计值范围之内 考虑到各桁架的竖向变形相差比较大，施工图设 计时必须加强钢筋桁架楼板的配筋以及钢筋桁架板 与钢梁的连接。

图6整体分析模型及楼板应力/（N/mm）

（2）与单福平面模型相比，整体模型分析得出 的钢桁架应力比较小，以TRUSS1中间的下弦杆杆 件为例整体模型分析下的杆件应力比为0.486小 于单模型分析下的0.741。在整理分析模型中 定义了楼板的平面外以及平面内的刚度，上述整体 模型下应力比偏小的原因是因为钢桁架杆件设计时 考虑了混凝土楼板的抗压、抗拉作用。根据上述分 析计算结果在施工图设计中，有以下需要考虑的： 1)必须加强楼板的配筋；2）加强钢筋桁架板与钢梁 的连接以保证楼板发挥一定的组合受力作用；3）考 虑到结构的重要性、安全性桁架应力比控制以单 平面模型分析为主。 （3）4层的桁架支座反力显示，在恒荷载和活 荷载的组合作用下，两个正交方向均存在一定数 值的水平力，以受力较大的第二桁架为例，平行 于桁架布置向的水平力为396.4kN垂直于桁架平 面向的水平力为495.2kN。施工图期间如何合理 地传递或者抵抗这些水平力成为了本工程桁架设 计的关键点。

根据之前的方案比较分析，钢桁架弦杆与腹杆 为H型钢截面，并按照强轴水平向放置的设置方 式其典型节点设计如图7所示。为保证节点区钢 板承载力的可靠性，对受力较大的典型节点进行了 应力分析分析模型及节点分析应力结果如图8所 示。节点应力分析结果显示，在最大荷载基本组合 值下，节点区的钢板应力值未超过钢材的强度设计

值该节点的设计在安全性上可以得到保证；同时应 力分析也显示在腹杆与弦杆的翼缘板交接位置应 力值较其他位置偏大，有应力集中现象出现桁架制 作过程中应要求加工制作单位注意该部位作一些连 接加强处理减小应力集中效应。

图7 钢桁架弦杆与腹杆连接节点

图8钢桁架弦杆与腹杆连接节点模型及应力图/（N/m

5.2钢桁架上弦支座与裙房混凝土构件连接节点

如前所述钢桁架若上下弦均与东侧裙房固接 则存在的水平力过大，节点设计无法实现因此对上 弦采用部分滑动的设计来释放过大的水平力。考虑 到桁架的整体稳定性又不能完全设计成滑动另外 钢桁架屋顶覆土荷载较大，实际上固接节点产生的 水平力大部分是由恒荷载产生的，因此该节点设计 成如图9所示的节点。 连接板的长圆孔用于释放恒荷载下的水平力 待桁架主体以及屋顶覆土完成后再完成安装螺栓的 拧紧工作，同时复核预埋件在活荷载以及幕墙等荷 载作用下的承载力计算显示此部分荷载产生的水 平力不大，可以由与桁架连接的混凝土构件承担

5.3钢桁架下弦支座与主楼连接的滑移支座节点

中庭桁架与高层主楼设置120mm的防震缝主 楼位置伸出牛腿桁架搁置在上面析架支座设计成

图9桁架上弦支座节点

双向滑移橡胶支座，支座水平最大位移限值 150mm，支座的设计详图如图10所示。支座设计 参照中交公路规划设计院的桥梁盆式支座GPZ （Ⅱ）型现场支座的照片如图11所示。

图10桁架双向滑移支座

图11盆式支座现场照片

桁架的整体受力分析显示，在桁架的固定支座 处存在着一定数值的水平力垂直于桁架平面外的 水平力考虑由楼板以及下弦平面外的钢梁承担；由 于中庭桁架与东侧裙房连接位置存在较多的楼梯洞 口以及设备管井洞口该部分的水平力无法由楼板 有效传递；橡胶支座抵抗水平力也有一定的局限

戴雅萍等.苏州某银行大楼中庭钢结构设计

性因此节点设计时考虑橡胶水平支座与该位置 与之相连的混凝土梁来同时承担水平力；同时通 过施工加载顺序来有效控制水平力的产生时间和 传力路径，节点设计如图12所示，具体方法如下： 1）桁架吊装就位后连接裙房的高强螺栓先就位 不拧紧；2）中庭桁架东侧靠近裙房位置留设1m长 的后浇带浇筑混凝土，注意做好桁架施工期间的 稳定支撑工作；3）屋顶建筑防水完成，覆土也完 成桁架此时西侧可滑移，东侧也可滑移，此时认 为桁架支座仅产生少量由于施工误差引起的水平 力该部分水平力由支座本身承担；4)最后拧紧安 装的高强螺栓浇筑后浇带

上述节点做法和施工顺序的目的在于：1）释放 数值较大的恒荷载产生的水平力；2）活荷载以及装 修恒荷载、风荷载下产生的水平力由橡胶支座以及 桁架端部的预埋件承担。计算显示，TRUSS2在此 措施下固定支座水平力为105.6kN端部的高强螺 栓预埋件完全可以承受。

钢桁架吊装高度20.85m，最大桁架跨度达到 46m多为保证质量以及设计意图采取如下措施： 1）桁架在地面进行分段拼装施工组织设计（空压站设备安装），并采取措施严格控制 精度并进行预拼装地面拼装完成后采用整体提升 的吊装方法；2）桁架构件均要求采用全熔透坡口 焊焊缝等级为一级，且为避免截面削弱，受拉构件 拼接位置腹板不宜开设较大的半圆孔；3）要求施 工单位特别注意设计方要求的施工顺序，例如中庭 桁架的后浇带浇筑时间、桁架端部高强螺栓拧紧的 时机；4)南北两个立面的桁架上挂有幕墙，由于桁 架跨度较大竖向变形也比较大幕墙安装必须在屋 顶覆土完成、桁架大部分竖向变形产生后方可进行 否则幕墙必须设置足够的竖向变形装置以满足桁架 的变形。桁架现场拼装照片见图13。

将列车风所引发的振动与基础传递荷载所引发 的振动幅值线性叠加，得到采用增设立柱和阻尼器 方案之后天桥的振动总反应如表4所示。可以看 出增设立柱和阻尼器对主梁跨中振动有非常明显的 减振效果减振幅度达到了70%左右，而桥面跨中 区域的减振幅度则为30%左右。

图13桁架现场拼装照片

（1）钢结构桁架方案对于大跨度、高空间的建 筑形态功能是一个合理的解决方案。 （2）钢桁架的杆件设置需要对桁架的受力特 点、建筑功能要求综合考虑，通过多方案比较，以达

高等江南水厂绿化工程施工组织设计，京沪高铁徐州东站旅客人行天桥振动研究

的要求。 （5）列车在正线以300km/h时速通过以及行人 经过时该站天桥跨中振动加速度均小于欧盟标准 规定的人体舒适度限值。根据计算结果列车在正 线以350km/h时速通过时，该站天桥跨中振动加速 度均大于舒适度限值。采用增设立柱和阻尼器方案 后主梁跨中区域的减振幅度可达70%左右桥面 跨中区域的减振幅度则为30%左右，且该方案施工 和后期维护都比较简单。 (6)高速铁路在我国的发展处于初步阶段，不 可避免地带来一些新的问题。鉴于在列车高速通过 时列车风给上方天桥带来的动力影响很大。建议 今后此类天桥在设计时应采取有效的减振措施，同 时尽可能增大天桥底部到列车顶部的距离以减小列 车风的动力作用

到结构受力最合理、土建造价最经济。 （3）桁架支座设计必须考虑受力特点，通过设 计合理的节点，以达到结构节点的安全、可靠。 （4）施工期间的加载模式对于设计具有重要意 义不同的施工加载模式对于结构受力会产生不同 的结果相应的节点设计也需采用不同的方法。