钢结构综合施工技术在大型商业综合体项目的应用

钢结构综合施工技术在大型商业综合体项目的应用

郭银龙

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

引言：随着中国城镇化建设的步伐加快，城市建设的规模和密度越来越大，为满足城镇居民的生活需要，在居民住宅附近常建设大型商业综合体项目。与钢筋混凝土结构相比，钢结构具有自重轻、抗震强、大跨度、造型美观、施工便捷等优点，以钢结构为主的商业综合体项目越来越多，钢构件施工技术对项目的顺利施工影响较大。

摘要：以往钢结构施工的不同在于：本项目的钢构件类型多且分布范围较广，多台塔吊覆盖同一钢结构区域，存在交叉施工；桁架构件造型复杂、分段拼装后无法使用塔吊进行吊装；场地限制导致部分狭小区域无材料堆场，钢构件进场后无法堆放等。为了经济有效地选择塔吊型号并解决钢结构施工中的难题，本文将针对性地采取“轻型和重型塔吊相结合进行布置、利用汽车吊吊装拼装桁架并采用格构柱支撑、狭小悬空区域搭设型钢平台”的技术，达到整体上塔吊、汽车吊及其他配套设施布置经济合理的效果，更加高效、安全地组织现场施工。

关键词：钢构件；吊装；桁架拼装；钢平台

1工程概况

本项目为“商业-办公-住宅”的土建总承包工程，南侧已开工的一期住宅，整个地块呈“L”形，二期总用地面积约4万m2，总建筑面积约27万m2。由整体地下3层（商业、地库、人防）、2幢27层住宅（11#、12#），1幢19层商务写字楼（25#）、商业（26-1#、26-2#）组成。该二期项目建筑布局图详见图1。

图1  商业综合体项目建筑布局图

本项目钢结构分布在26-1#、26-2#商业裙房区域，分布范围特别广，包含劲性钢构件、钢板墙、钢桁架，截面形式有H型钢梁、H型钢柱、十字型钢柱、圆钢管等。钢结构施工影响总工期，且部分钢结构截面单重较大，对大型机械的选择起到了决定作用。本文将从“轻型和重型塔吊相结合进行布置、利用汽车吊吊装拼装桁架并采用格构柱支撑、狭小悬空区域搭设型钢平台”3个方面，对商业综合体项目中相关的钢结构施工技术进行阐述。

2轻型和重型塔吊相结合进行布置

2.1  劲性钢构件概况

在26-1#、26-2#商业裙房区域，结构梁、柱局部采用型钢混凝土梁、型钢混凝土柱，构件形式包括H型钢梁、H型钢柱、十字型钢柱，钢材材质为Q390B，钢梁、钢柱表面焊接栓钉。另外，26-1#商业裙房东北侧有部分钢板墙，墙厚25mm。

劲性钢柱、钢梁的典型截面尺寸有H600X400X30X40、H700X500X30X40、H1100X1100X40X50、H900X700X30X40、

十字800X400X30X40、十字700X400X30X40等。

根据劲性钢构件的分布区域，统计出每节最重钢柱、每层最重钢梁、距离塔吊中心距离最远的钢柱及钢梁，在对部分钢梁及钢柱合理分段后，选择合适的塔吊型号及作业半径。其钢构件及塔吊选型见表1、塔吊分布及共同覆盖区域见图2。

表1  劲性钢构件重量分析表

图2  塔吊分布及共同覆盖区域示意图

2.2  区域1利用塔吊施工的吊重分析

根据“图2 塔吊分布及共同覆盖区域示意图”，多台塔吊覆盖的区域包括区域1、区域2、区域3。其中区域1中包含大量的钢柱、钢梁，以1#与3#塔吊共同覆盖的区域1为例，结合“表1 重点劲性钢构件分析表”，说明塔吊型号的选择。对该塔吊覆盖区域的劲性钢梁、钢柱进行吊重分析。

其中1#塔吊STT253-44m塔吊性能如表2所示，红色区域为该塔吊44m臂长的吊装性能参数。

表2  STT253塔吊性能表

在1F层，最不利的钢梁重量为5.41t,距离塔吊中心最远，吊装距离为32m；二倍率情况下，塔吊吊装重量为6t＞5.41t,满足吊装要求。

图3  1#塔吊覆盖区域钢柱吊重分析图

屋面层最不利钢梁重量为13.17t,距离塔吊中心45m,该钢梁分3段，每段重量为4.4t,利用塔吊吊装至该区域附近，借助液压推车辅助施工。二倍率情况下，塔吊吊装重量为4.9t＞4.4t,满足吊装要求。

图4  屋面层钢梁（重量为13.17t）分析

2.3  区域1重型和轻型塔吊选型

由于区域1中的钢构件通过1#塔吊均可满足吊装要求，故3#塔吊不再考虑钢结构吊装，只负责土建的钢筋、模板施工。在1#塔吊选择STT253重型塔吊的同时，选择轻型塔吊ST5513作为3#塔吊。

通过该钢结构施工技术的对比分析，可以更加经济有效地选择塔吊型号，为节约项目成本提高技术支撑。其余几台塔吊的选型也是如此考虑。

3利用汽车吊吊装拼装桁架并采用格构柱支撑

3.1  钢桁架概况

本工程26-1#商业裙房东北角区域存在钢结构屋面桁架、幕墙桁架、吊挂幕墙桁架等，桁架分布区域详见“图1 建筑布局图”。桁架组成的构件形式包括H型钢、圆钢管，钢材材质包含Q345B、Q355B。

幕墙桁架截面形式为圆钢管，截面尺寸包含￠180*10mm、￠194*9mm、￠219*12mm、￠89*7mm等；屋面桁架截面形式为H型钢，截面尺寸包含HW300x305x15x15、HW175x175x7.5x11、HW250x255x14x14等；吊挂幕墙桁架截面形式为圆钢管，截面尺寸包含￠102*6mm、￠89*7mm、￠114*8mm等。

3.2  钢桁架利用汽车吊吊装

以幕墙桁架为例，幕墙桁架分为6段，黄色构件为补缺构件，分段桁架利用25T汽车吊在地面上进行拼装，拼装桁架重量为16吨、17吨、12吨、13吨、17吨、16吨。桁架分段及黄色补缺的示意如图5所示。

图5  幕墙桁架分段示意图

拼装胎架主要采用H300*200*6*8，重量约为20T。拼装胎架的示意图如下所示：

图6  现场桁架拼装所用胎架示意图

桁架重量超过10t，拼装后无法使用塔吊进行安装，故考虑使用160T汽车吊进行吊装，并在汽车吊站位区域进行顶板

加固。160T汽车吊性能表如表3所示，红色区域为该汽车吊主臂长47.6m、吊装半径为16~22m时的吊装性能参数。

表3  160T汽车吊性能表

幕墙桁架在地面分段拼装完毕后，在各分段区域之间架设临时支撑，采用160t汽车按照从左到右吊装并补缺，其中选用的160T汽车吊主臂长47.6m、吊装半径为16~22m。吊装自一段向另一端进行，汽车吊吊装示意如图7所示。

常规的分段桁架临时支撑采用钢管脚手支撑，会涉及到高支模施工，工人施工困难且危险性较大。而本技术中采用的临时支撑形式为格构柱，格构柱的材料主要包含Φ351x8钢管、钢板500x500x14mm、Φ10圆钢爬梯，每根格构柱重量约为13T。格构柱顶部可放置供工人焊接施工的操作平台，且格构柱可整体吊装、拆卸方便，提高了现场施工的效率和安全性。

图7  格构柱临时支撑及汽车吊吊装示意

4狭小悬空区域搭设型钢平台

本工程3#、4#塔吊覆盖区域的场地南侧为一期在建住宅楼，一期与二期以支护桩为分隔，一期地下室与二期地下室外墙之间距离4.36m，深8.40m。该区域位于一期、二期地下连续墙之间，二期商业综合体地下室土方开挖阶段，该区域全部开挖，地下室结构施工阶段此区域处于悬空状态，无法布置材料堆场。

对于11#、12#楼南侧与一期外墙的空隙区域，自基础底板向上搭设型钢平台至地库顶板面，将材料堆放于型钢平台上，便于地下室结构施工。一期住宅与二期综合体项目地下室外墙剖面关系见图8。

图8  一期住宅与二期综合体项目地下室外墙剖面关系图

型钢平台搭设高度10m，宽10m,长18m，设计荷载为2t/m2，主要进行钢构件、钢筋堆场。钢构件截面形式主要为钢立柱HM550*300*11*18、钢梁HN400*200*8*13、平台钢板厚20mm。型钢平台三维图见图9。

图9  型钢平台三维图

5结语

因钢结构具有自重轻、大跨度、施工便捷、组合装配等优点，以钢结构为主的房建类综合体项目也越来越多，为了解决钢构件施工存在的问题，需要从多个方面来综合考虑钢构件的特点及难点。针对同一钢结构区域有多台塔吊覆盖的情况，可以采取重型塔吊和轻型塔吊相结合的技术安排塔吊选型，节约工程造价；针对桁架构件造型复杂、分段拼装后无法使用塔吊、高空脚手架支撑搭设困难的情况，可以采取汽车吊站位区域加固、搭设格构柱支撑的技术，提高现场施工效率和安全性；对于狭小悬空区域无法布置材料堆场、影响施工的情况，可以自基础底板搭设悬空型钢平台作为材料场地。

综合地应用以上钢结构施工技术，可以经济有效地选择塔吊型号并解决钢结构施工中的难题，当有其他大型商业综合体项目碰到类似情况，也可以采用本中的塔吊及汽车吊、格构柱支撑及型钢材料堆放平台等多种技术相结合的方式进行方案策划，节约工程成本，更加高效、安全地组织现场施工，为工程的顺利实施提供借鉴。

参考文献：

[1] 田娥,李毅.《钢结构施工实例计算》 中国铁道出版社.2015.

[2] 杨奎.浅析钢结构在商业综合体项目建设中的应用.2015年中国钢结构行业大会论文集[2015.11].