超高层建筑裙房钢结构工程施工技术分析

金 礼 陈小正 于 洋 朱启鑫

（建研（北京） 结构工程有限公司，北京 100013）

1 工程概况

某一个超高层建筑裙房的建筑高度为38m、建筑面积为24600m2以及建筑的地上楼层为7 层。其中地上建筑的7 个楼层中的顶部2 个楼层用来安置设备，其余的楼层用作商业贸易，其功能主要是宴会厅和会议室等。建筑的外立面的设计也较为复杂，其构成部分有十几种不同类型的幕墙，屋面系统为金色基底玻璃和直立锁边。而裙房的结构体系也是由两部分组成，一部分为用以支撑的钢框架，另一部分为混合型的巨型柱，是重力承载体系和抗侧体系构成。其中抗侧体系主要由两部分组成，一部分为型钢混凝土巨柱，另一部分是钢支撑的框架。而重力承载体系则是由三部分组成，第一部分为巨型桁架，第二部分为钢柱，第三部分为楼面钢桁架。而对于其传力的途径可以简单的叙述为，重力荷载传递给巨型桁架，其传递的路径是楼面系统，然后再传递给钢柱，最后传递给基础。

2 钢结构施工方法

要对超高层建筑裙房的钢结构施工技术进行掌握，首先需要了解裙房钢结构的体系，包括裙房钢结构施工顺序、成型特点、还有结构分段和特殊工艺，然后再对施工进行模拟，将整体的施工技术路线确定计划，然后再对施工流程加以明确[1]。

钢结构施工方法要严格按照划分的原则进行，先对支柱进行施工后对梁进行施工，对于桁架的施工顺序是先对巨型桁架进行施工，后对楼面桁架施工，然后还要设置临时的支撑部分以便可以及时的形成一个稳定的空间体系。

3 钢结构安装工艺

钢结构安装工艺方法中有比较特殊的两种方法： （1）巨型桁架安装工艺，是裙房钢结构安装中比较特殊的一个工艺；（2） 临时支撑和卸载工艺。这两者在裙房钢结构安装当中都比较特殊，并且都是施工流程当中比较关键的部分。下面对这两部分技术工艺进行简单的介绍[2]。

3.1 巨型桁架安装工艺

裙房钢结构进行施工时，首先需要将所有构件进行分吊装单元分段安装，实现高空对接和区间合拢之后才可以进行支撑卸载工作，这一安装环节的进行需要结合建筑情况有顺序的安装。在安装中需要先安装南北方向的桁架桩，并在确保稳定的基础上安装东西方向的桁架桩，最后进行内外主桁架的穿插安装。高层建筑的立面次结构和楼梯在安装作业中需要与桁架好桩的安装进度相适应，二者要同时进行，但顶面次结构的安装作业需要在完成卸载工作之后才可以进行。如果从结构体系方面进行分析裙房钢结构的施工，其结构是由多种系统组成，不仅有悬挂和悬挑结构，还有巨型的桁架和钢梁结构，除此之外还有很多其他的结构系统；如果从构件安装方面分析，由于构件的质量比较大，支撑起来比较困难，而且构件的体积也比较的大，所以为保安全必须要设置许多的临时支撑，一次成型的难度很大，所以结构要选择逐步成型。其临时支撑设置如图1、图2 所示。

3.2 临时支撑和卸载工艺

在将结构合拢之后，还需要确定出支撑的卸载顺序，卸载时其顺序要根据结构体系的传力途径以及其传力特点进行确定，为了保证在施工完成之后的钢结构的最大应力和最大变形符合要求，达到最佳状态，需要将卸载分为两步：（1）卸载时先将④轴东面的临时支撑结构卸载掉，然后将④轴西面的临时支撑结构卸载掉。在卸载的过程当中，要利用能够调节长度的临时支撑的钢管进行卸载，可以通过钢管的收缩来使临时支撑长度改变，使临时支撑结构上面所受的力慢慢转移到主体的结构上，从而实现主体结构的承载和临时支撑结构的卸载，最终实现楼面的成型。（2） 主要的卸载顺序，是对楼面系统临时支撑的卸载，使楼面系统能够成型，其卸载的步骤简单来说就是从④轴到⑧轴，然后从上往下卸载巨型桁架临时支撑，而④轴、⑥轴、⑦轴、⑧轴是巨型桁架临时支撑，同样是按此顺序进行卸载，在这个过程当中，楼面的荷载就慢慢转移到巨型桁架上面，然后再进行卸载，将5F当中，④轴往西部分的悬挑部分的楼面桁架进行卸载，其目的是让结构成型，还需要卸载2F 当中，④轴往西部分悬挑部分的楼面箱梁，来完成结构的最终成型。根据施工过程的模拟分析将其有关数据整理至表1，施工的安全可以有效保障，其主结构的最大应力、临时支撑力最大值、考虑构件稳定后应力比与施工完成之后的应力最大值和变形值均要体现在表1 中。

表1 施工过程的模拟分析有关数据整理

4 结语

综上所述，随着人口的增多，建筑逐渐趋于高层化，由于建筑自重较大，所以传统的钢筋水泥又无法满足超高层建筑工程，所以自重较轻的钢结构就应用于超高层建筑当中。超高层建筑裙房建设的难度较大，对钢结构安装技术提出了更高的要求，因此，本文以某一超高层建筑裙房为例，对钢结构安装技术和工艺方法进行探究，深入了解钢结构安装技术中的巨型桁架安装工艺和临时卸载支撑工艺，施工完成后的钢结构最大应力和最大变形均符合相关要求,可为今后超高层建筑裙房钢结构施工提供技术手段和参考。