【正文】 第一章 概述 工程概況 廣州 **廣場位于 **廣場附近，總占地面積約 1 萬平方米，建筑面積約 萬平方米，地上高度達(dá) 米，建成后將成為珠江新城內(nèi)僅次于西塔的廣州第二高樓。建筑上另一個(gè)顯特點(diǎn)是 **首層的大堂高度將達(dá)到 米，浩大空間給室內(nèi)設(shè)計(jì)和人們的視覺感受將帶來巨大的沖擊，這樣大堂的尺度概念在目前全球超高層建筑中尚屬首創(chuàng)。 圖 1：建筑效果圖 該工程建筑總高度 ，使用高度 ，地下五層，底板標(biāo)高 ，建筑面積 29400 平方米。地上共 63 層，總建筑面積 117903 平方米，五層以上為標(biāo)準(zhǔn)層，層高 ，標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)筒 23m 23m ，外筒 45m 45m，單層建筑面積2025 平方米。建筑效果圖如圖 1 所示。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本工程為斜撐框架 +混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系。 總用鋼量 8000 多噸。 主體結(jié)構(gòu)采用混合鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，外筒四周設(shè)置了 9 層一跨的對角支撐，與外筒鋼管柱形成了支撐筒體，不僅提供了豎向承載體系，同時(shí)也增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，取代核心筒體，提供建筑的抗側(cè)體系。 1．內(nèi)筒采用混凝土剪力墻樓層部分鋼梁結(jié)構(gòu)體系。 從立面上看，在 15 層、 30 層、 45 層處有加強(qiáng)層，層高為 。核 心筒剪力墻內(nèi)設(shè)有箱型勁性鋼梁，以提高核心筒樓層平面的剛度。截面尺寸為口。核心筒內(nèi)箱型鋼梁平面布置如圖 2 所示 圖 2：核心筒鋼梁平面布置圖 2．結(jié)構(gòu)的四個(gè)角柱和跨越 9 層結(jié)構(gòu)斜撐，作為最主要的受力結(jié)構(gòu)。 作為最主要受力結(jié)構(gòu)的四根角柱和結(jié)構(gòu)斜撐分別采用圓鋼管和箱型鋼管形式，斜撐構(gòu)件與圓鋼管柱通過相貫連接，并在鋼管內(nèi)增設(shè)加勁板，連接節(jié)點(diǎn)如下圖 3 所示。 圓鋼管柱的截面形式由地下室的Ф 1800x30 到結(jié)構(gòu)屋頂?shù)魔?1000x12，構(gòu)件截面幾乎是以 9 層為一段過度變化；斜撐箱型截面首層為口 1200 600 70 70，頂層為口 800 600 40 40，單段斜撐最重的有 。 箱型鋼梁 圖 3：斜撐與鋼管柱連接節(jié)點(diǎn) 3．樓層梁作為連接內(nèi)外筒的次結(jié)構(gòu)，增加結(jié)構(gòu)的平面剛度。 本工程中，樓層鋼梁有兩種規(guī)格，角柱與混凝土核心筒連接的鋼梁為上下兩根 H 型通過中間連接板組成的組合鋼梁，中間連接板是間斷分布，形式如圖 4所示。 圖 4：組合鋼梁截面形式 其他樓層鋼梁采用常規(guī)的熱扎 H 型鋼梁。 4．主要受力鋼柱采用鋼管柱。 本工程所有鋼柱截面都是圓形截面，鋼管柱都是由地下室層一直貫穿至頂層屋面鋼架，鋼管內(nèi)澆注混凝土，鋼管截面從地下負(fù)五層的Ф 1800x30 變化到頂層的Ф 800x12，兩鋼管截面變化連接沿鋼管長度直徑范圍內(nèi)設(shè)置了剪力釘，以增加混凝土與鋼管的粘結(jié)力。 支撐結(jié)構(gòu) 次支撐結(jié)構(gòu) 所有支撐結(jié)構(gòu) 施工重難點(diǎn)分析及解決方案 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)方面 本工程結(jié)構(gòu)形式獨(dú) 特，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，尤其是鋼管柱斜撐節(jié)點(diǎn)內(nèi)部加勁板的縱橫布置，同時(shí)本工程外框筒鋼管采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管內(nèi)部需澆注高強(qiáng)度混凝土。深化設(shè)計(jì)過程中必須充分考慮工廠加工及現(xiàn)場混凝土施工。 加工制作方面 本工程構(gòu)件的加工制作方面存在以下難重點(diǎn)項(xiàng)： 1．鋼材的采購 —— 加工制作重點(diǎn) 本工程有著鋼材用量較大，材質(zhì)要求高（ Q345B、 Q345GJC、 Q345GJCZ25）、鋼板厚度厚（最厚達(dá) 70mm），鋼材規(guī)格多（鋼板 6～ 70mm 計(jì) 23 個(gè)規(guī)格、熱軋H 型鋼計(jì) 13 種規(guī)格）等特點(diǎn)，板厚大等于 40mm 鋼板占工程總量近一 半，且有Z 向性能要求的鋼材占工程總量的 35％。 2．鋼管柱斜撐節(jié)點(diǎn)的加工制作 —— 具體構(gòu)件制作難重點(diǎn) 鋼管柱斜撐節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，鋼管從下至上φ 1800～φ 800mm 不等，節(jié)點(diǎn)內(nèi) 部加勁板的縱橫布置及加勁板在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的大縱深（最大 1370mm）、截面上小間距（最小約 150mm），使節(jié)點(diǎn)在加工制作中存在著焊接可達(dá)性的制作難重點(diǎn)。同時(shí)，厚壁箱型牛腿（ 40～ 60mm）和節(jié)點(diǎn)勁板（ 40～ 60mm）與鋼管（最薄壁厚12mm）的全熔透焊接不但焊接變形大，影響節(jié)點(diǎn)的制作精度，同時(shí)全熔透的焊接，較大的熱輸入量還容易產(chǎn)生薄壁鋼管燒穿 現(xiàn)象。因此牛腿、勁板與鋼管的焊接也是鋼管柱斜撐節(jié)點(diǎn)加工制作上的一個(gè)工藝難重點(diǎn)。 3．超寬構(gòu)件的運(yùn)輸 —— 工藝及管理重點(diǎn) 公路運(yùn)輸?shù)南拗茥l件為 3**16m，通過初步統(tǒng)計(jì)，本工程節(jié)點(diǎn)寬度最寬約3900mm，數(shù)量 16 個(gè)；寬度 3400mm 節(jié)點(diǎn)數(shù)量 8 個(gè)，寬度 3200mm 節(jié)點(diǎn)數(shù)量 8個(gè)，超寬節(jié)點(diǎn)如何運(yùn)輸，是本工程工藝及管理的重點(diǎn)。 現(xiàn)場施工及管理協(xié)調(diào) 1．節(jié)點(diǎn)重量大，其它構(gòu)件重量相對較小，如何選用合理的施工方案，配置合適的施工機(jī)械，保證本工程施工的經(jīng)濟(jì)性是施工中的一個(gè)重點(diǎn)。 2．在斜撐未連接前，鋼框架結(jié)構(gòu)的 抗側(cè)、抗扭剛度小，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、構(gòu)件精準(zhǔn)定位和施工精度控制難。 3．斜撐外掛在鋼筒體外側(cè)，高空吊裝安全防護(hù)和焊接作業(yè)難度大。 4．結(jié)構(gòu)采用外鋼框筒，內(nèi)混凝土核心筒的體系方案，施工過程土建與鋼結(jié)構(gòu)交叉作業(yè)面多，且由于高層施工中鋼結(jié)構(gòu)與土建施工使用同一垂直運(yùn)輸機(jī)械，施工過程中垂直運(yùn)輸機(jī)械的分配使用是協(xié)調(diào)的關(guān)鍵，尤其是在工期緊張的情況下。 施工條件分析 從現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)圖紙上看，該工程地處珠江新城城市中線軸上，交通較便利，但施工用地較緊張，尤其是可供鋼結(jié)構(gòu)施工用地有限，在地下室施工階段，要著重考慮構(gòu)件的進(jìn)場后臨 時(shí)堆放問題。 1．地下室鋼管施工 在進(jìn)行地下室施工時(shí)，基坑全部開挖，東側(cè)基坑邊線到用地邊線距離不足2m，南側(cè)基坑邊線到用地邊線近 10m，在如此小的閑置用地中，可供鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件堆放場地的幾乎沒有，考慮到在用地范圍內(nèi)找一塊鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件堆放場地幾乎不可能，而地面以下的構(gòu)件數(shù)量不是很多，我們想在離工地較近的地方租賃一塊地， 面積為 15mX20m，供構(gòu)件臨時(shí)堆放，在施工時(shí)，利用平板車倒運(yùn)至施工現(xiàn)場，構(gòu)件堆放場地處放一臺(tái) 30t 的汽車吊，現(xiàn)場內(nèi)設(shè)置一臺(tái) 50t 履帶吊。在地下室內(nèi)放另一臺(tái)平板車，做構(gòu)件在基坑內(nèi)的水平運(yùn)輸。 2．地面 以上結(jié)構(gòu)施工 當(dāng)結(jié)構(gòu)施工至177。 標(biāo)高后，為解決現(xiàn)場構(gòu)件堆放問題，保證工期進(jìn)度計(jì)劃，減少構(gòu)件的二次搬運(yùn)，而由于土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮堆放構(gòu)件時(shí)偶然荷載，故需對本區(qū)域內(nèi)進(jìn)行臨時(shí)加固，待主體工程完工后拆除。 對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件臨時(shí)堆場的地下室頂板進(jìn)行計(jì)算分析，其承載能力不足時(shí)對其進(jìn)行加固，加固方式為對地下室框架梁采用工具式鋼管加固支撐進(jìn)行加固和在地下室頂板上鋪設(shè)路基箱。 地下室頂板的加固、鋪設(shè)路基箱示意圖 當(dāng)主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，土建工程施工、機(jī)電工程施工與鋼結(jié)構(gòu)工程施工存在交叉作業(yè)較多，各工作 面要協(xié)調(diào)配合，總體上是土建核心筒施工快于外框架鋼結(jié)構(gòu)施工 46 層。滿足相互間的平行作業(yè)。 第二章 鋼結(jié)構(gòu)加工制作方案 加工制作分析 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析 1．鋼結(jié)構(gòu)加工構(gòu)件分析 本工程鋼結(jié)構(gòu)主要包括鋼管混凝土柱、斜撐、環(huán)梁組成的塔樓斜撐框架，樓層梁，屋頂鋼架及雨棚、檢修道等。鋼結(jié)構(gòu)工程總量約 8400 噸，構(gòu)件具體分類分析如下： 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組成分析 上述構(gòu)件中，主要的制作構(gòu)件類別為鋼管柱、斜撐、環(huán)梁、樓蓋體系及屋頂鋼架等，其占總加工量的 比較餅圖如下： 約 2450 噸，管結(jié)構(gòu) 約 1820 噸，箱型結(jié)構(gòu) 約 750 噸，箱型結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成 塔樓斜撐框架 鋼管柱 斜撐 環(huán)梁 樓層梁 約 3000 噸， H 型鋼 +箱型結(jié)構(gòu) 屋頂鋼架 約 280 噸，管結(jié)構(gòu) +箱型結(jié)構(gòu) 約 26 噸，箱型 +管結(jié)構(gòu) 約 10 噸，型鋼 +預(yù)埋件 其他構(gòu)件 雨棚 檢修道 構(gòu)件類別 重量（約） t 鋼管柱 2450 斜撐 1820 環(huán)梁 750 樓層梁 3000 屋頂鋼架 280 其他構(gòu)件（雨棚、檢修道、預(yù)埋件等） 36 主要構(gòu)件加工量比較分析 從構(gòu)件制作類別上分主要有管結(jié)構(gòu)， H 型鋼結(jié)構(gòu)和箱型結(jié)構(gòu)形態(tài)為主的構(gòu)件，具體分類分析見下表： 構(gòu)件制作類別分析表 結(jié)構(gòu) 類別 構(gòu)件 名稱 重量 （約） t 規(guī)格 mm 占總加工量 比例 管結(jié)構(gòu)形態(tài)為主的構(gòu)件 外框鋼管柱 2450 φ 800*12～φ 1800*12 φ 1800*2φ 1800*30 屋頂鋼架柱 230 Φ 1000*25 等 雨棚柱 10 φ 500*25 H 型鋼結(jié)構(gòu)形態(tài)為主的構(gòu)件 H 型樓層梁 2830 HN248*124*5*8～HN800*300*14*2 H346*174*6*9～ H912*302*18*34 HM582*300*12*17～HM594*302*14*23 HW200*200*8*12 等 檢修道構(gòu)件 10 T400*75*10*10 箱型結(jié)構(gòu)形態(tài)斜撐 1820 □ 600*800*40*40～ □ 600*1200*70*70 29%22%9%37%3% 0% 鋼管柱斜撐環(huán)梁樓層梁屋頂鋼架其他構(gòu)件 為主的構(gòu)件 環(huán)梁 750 □ 600*800*20*20～ □ 600*1000*50*50 箱型樓層梁 170 □ 150*100*13*13～ □ 250*100*16*16 屋頂鋼架箱型梁 50 □ 300*600*12*12 □ 180*460*10*10 雨棚箱型梁 16 □ (75500)*50*13*13 □ 100*50*4*4 從構(gòu)件制作類別分析中，本工程鋼材規(guī)格較多，鋼材的規(guī)格、品種、用量統(tǒng)計(jì)如下： 序號(hào) 規(guī)格 重量約 t 材質(zhì) 序號(hào) 規(guī)格 重量 材質(zhì) 鋼板 1 6mm 3 Q345B 2 8 mm 368 Q345B 3 9 mm 30 Q345B 4 10 mm 163 Q345B 5 12 mm 1228 Q345B 6 13 mm 574 Q345B 7 14 mm 28 Q345B 8 15 mm 5 Q345B 9 16 mm 59 Q345B 10 18 mm 2 Q345B 11 19 mm 22 Q345B 12 20 mm 147 Q345B 13 23 mm 6 Q345B 14 24 mm 7 Q345B 15 25mm 620 Q345B 16 30 mm 384 Q345B 17 34mm 2 Q345B 18 35mm 96 Q345B 19 40mm 379 Q345GJC 20 45mm 114 Q345GJC 21 50mm 533 Q345GJC+Z25 22 60mm 1449 Q345GJC+Z25 23 70mm 324 Q345GJC+Z25 熱軋 H 型鋼 序號(hào) 截面規(guī)格 重量約 t 材質(zhì) 1 HN248*124*5*8 48 Q345B 2 HN298*149**8 102 Q345B 3 HN496*199*9*14 24 Q345B 4 HN600*200*11*17 11 Q345B 5 HN606*201*12*20 248 Q345B 6 HN692*300*13*20 249 Q345B 7 HN700*300*13*24 238 Q345B 8 HN792*300*14*22 99 Q345B 9 HN800*300*14*26 3 Q345B 10 HM582*300*12*17 81 Q345B 11 HM588*300*12*20 109 Q345B 12 HM594*302*14*23 105 Q345B 13 HW200*200*8*12 443 Q345B 矩形管 序號(hào) 截面規(guī)格 重量約 t 材質(zhì) 1 □ 100*50*4*4 1 Q345B 2 □ 152*127** 37 Q345B 原材料對比分析比較餅圖分別如下： 79%21%0%鋼板熱軋H型鋼矩形管 鋼材類型對比餅圖 Q345B57%Q345GJC8%Q345GJC+Z2535%Q345BQ345GJCQ345GJC+Z25 板厚＜40mm57%