中国联通科研中心办公楼钢结构整体提升技术
张宇鹏，徐中文，王军，商文升
（1.北京市建筑工程研究院，北京100039；2.中建一局是设发展有服公司，北京100102）
完全悬空、结构体型区大、单个杆件重量大等特点.根据现场实际情况，选用液压同步整体提升施工拨术，制定了 [摘要]中国联通科研中心办公楼主楼有4处连体钢结构，分为两种：平面钢结构井字梁和空间钢桁架，具有下方“地面散件拼装成整体，一次吊装款位，部分教件空中拼装”的施工方案.重点介绍了两种钢结构的提升系统，通过有限元计算，指出支座反力，各提升点最大允许位移差，提升过程钢结构强度，刚度及稳定性等均满足要求.
[关键调】钢结构井字梁：钢桁架：整体提升：计算分析
[中图分类号]TU758.15 [文献标识码]A
[文章编号】1002-8498(2010）08-0141-03
Integral Hoisting Technology ofSteelStructureinChinaUni Research Center Office Building
Zhang Yupeng' Xu Zhongwen' Wang Jun' Shang Wensheng²2. Ckin Cenrtien Fint Dorien Grop Cottien and Deelpe Cs、 Lad. Bejng 100102 China) (1. Bejing Bsilding Conutrurtion Research Inztiae Berjing10039 China;
Office Building which are divided into tro kinds: plan well-shaped besm of steel strueture and spatial Abstract;There are four connection steel structures in main building of China Unicoem Researeh CenterSeel truss. It has characteristics of absolute suspending large structural body and heavy single bar.According to actaal condition on site the construction technology of synchronous and integral hydraulichoisting is used. And the construetion scheme of assembly to integrity of parts hoisting and location at a a o ag s a p d e ae je o d po iqe pe astractures is introduced in detail. By finite element calculation it is pointed out that the reaction force efsupport can met requirements as well as the bigget alwable dislacement difeeee of every histing point nd the strength sti nd sbility f stl strutae dring hsting
Key words; well-shaped beam of steel strueture; steel truss; integral hoisting: calculation and analysis
30mm，跨度30m，桁架上标高43.500m，待提升部分自
1工程概况
中国联通科研中心办公楼位于北京亦庄经济技术重均为67t.开发区，主楼为钢-钢筋混凝土凯合结构.由于建筑造型和特殊使用功能的需要，主体结构之间存在两种连 体钢结构，第1种为平面钢结构并字梁（见图1），共2层，位于主体结构中庭D轴与C轴之间，主录与次梁的截面均为工字形截面，其中主梁截面尺寸为1800mm钢乘顶面标高分别为15.600m和29.850m，自重分别 x700mm×30mm×80mm 平面跨度为36m×31.5m 为217和201t；第2种为空间钢结构桁架（见图2），共2个.分别位于③轴和①轴对应处，每个例桁架都由一 报主析架、与周边主结构连接的次梁以及部分悬挑结构组或，主桁架的立柱、弦杆、腹杆的截面均为工字形截面，最大截面尺寸为600mm×600mm×20mm×
本工程高空连体钢结构具有下方完全悬空、结构无法满足安装高度需要，面高层建筑塔式起重机起吊 体型巨大、单个杆件重量大等特点.大型活动起重机能力又严重不足，用常规方法空中拼装难度较大也不步体提升施工技术，制定了“地面散件拼装成整体， 经济.经过多方论证，根据现场实际情况，使用液压同一次吊装就位，部分散件空中拼装”的施工方案.
为了确保结构整体提升，施工的安全与高效，施工方案的制定需要大量的理论计算分析为依据，计算分
万方数据
图1钢结构井字梁平面示意
图2钢析架结构示室 Fig.2 Steel trus
析的内容包括：钢结构整体提升施工过程的仿真计算，提升支撑平台的受力计算，提升反力对周边已建结构 的影响计算分析，上、下铺点的局部应力计算等.然后根据分析结果优化施工方案，选择布置提升设备，设计提升工装，确定提升链工控制参数.
2方案确定与提升系统结构设计
2.1钢结构井字梁
待提升的反型例结构井字梁共有2层，位于主体结构3层（标高15.600m）和6层（标高29.850m）.每 个井字梁的主梁通过8个万向支座连接于主体结构上.从理论上讲，在主梁端部对应处设置8个提升点高.根据现场实际情况，设置4个提升点，将主体结构 更符合原结构的设计受力假定，但工艺复杂、成本较7层处的混发土悬挑梁（标高34.350m）作为提升平台，悬挑噪上每个提升点处安放箱形截面钢梁，然后将2个100t穿心式液压千斤顶支在上面，每个千斤顶配4 束直径15.24mm例纹线，纹线经钢梁中心所开圆孔，连接于被提升井字梁外伸上翼缘处的防松工具铺上.具体构造捐施如图3所示.
2.2例桁架
待提升的钢桁架为不对称空间结构，如果全部构件在地面拼装完成再整体提升，将会因为重心位置偏 心导致结构频覆.根据现场实际情况，提升方案确定为：设置2个提升点，将临时焊接于主结构型钢柱上的箱形截面钢梁作为提升平台，然后将1个100t千斤顶 支在上面，每个千斤顶配4束直径15.24mm钢绞线.只提升中心单根桁架，其他与主体结构相连的次梁及悬揽部分构件在空中拼装.如图4所示.
3提升系统力学特性分析
万方数据
Fig.3 Arrangement of boistiag potats 图3提升点及提升平台示意and hoisting platform
Fig 4 Hostiag system fer stee trss 图4铜祈架提升系统
提升过程是一个动态过程，但相当缓慢，运动过程中的加速度可以忽略不计，因此结构整体提升过程可 采用静力分析.在提升系统的结构设计中，为了便于绞线穿过，在部分构件上开圆孔，对于这部分构件要进行局部应力的验算.另外，还要对提升钢梁、下错点 吊耳等关键构件进行计算复核，考虑是否进行局部或扩大范围的加调处理.本工程应用Midas/Gen进行结构整体受力与变形计算，应用ANSYS进行结构局部应力计算，同时对部分混聚土构件采用手算.
3.1整体提升计算分析
3.1.1计算模型与荷我条件
算模型与图4一致，构件采用梁单元，分析时考虑 钢结构井字梁的计算模型与图3一致，钢桁架计结构大变形.结构荷载为自重乘以1.5借动力系数.在每个提升点施加向上的支座约束，同时在水平两个 方向施加弹性约束，保证总刚度矩阵非奇异.
3.1.2计算分析内容
计算分析内容包括：支座反力，务提升点最大允许位移差，提升过程钢结构强度、刚度及稳定性.
3.1.3计算结果分析
1）钢结构井字梁
顺时针编号，该结构在不同提升工况下计算结果对比如 以标高15.600m处的井字梁为例，对8个千斤顶按表1所示.从表1中可知，待提升铜结构并字梁的应力和位移都在构件强度允许范围内，提升设计反力可取为 695kN.当各提升点出现位移差时，表1中也给出了相应的计算工况，从计算结果可知，位移差为100mm时，锅结构并字梁的最大应力不超过48MPa，最大变形不超过80mm，说明平面结构对于各提升点的位移差不敏感.但 当位移差过大时，结构边缘某些构件的位移过大，不利于制结构空中拼接就位.根据实际情况，在方案中规定，严格控制各点位移差在20mm之内.
Table 1 Calculated hoisting results under different
conditions ef well-shaped beam at 15. 600m
工& 最大提升 最大应力/ 兼大餐所无千斤要失效 反力N 332 41 ~48 MPs 变影/mm -32千斤顶1失效 予斤现2失效 677 644 41 49 41 -49 132 -122千斤顶2 5失效 千斤页2 4失效 695 41 -50 135 -125千斤顶2.7失效 667 648 119 -48 118 -48 -1231点位移卷100mm 2 点代移型 100mm 345 332 48 -40 40 -48 -80 -223点业移类100mm 347 45 -48 65
2）钢桁架
以轴对应钢衍架为例，计算得出设计提升反力为295kN，钢桁架最大正应力为8MPa，最大负应力为8MPs，竖向最大位移为1mm，缓度验算均满足钢 结构观范要求.
3.2其他设计分析计算
3.2.1提升平台
1）钢结构井字梁提升平台
井字侧梁的提升平台由主体结构7层处的混凝土悬背梁和安放于其上的箱形截面钢梁组成.混裂土悬 智梁经过强度、挑度及裂缝验算，将截图改为400mmx900mm，配筋改为上铁11425，第1层6根，第2层5根，下铁5420.另外在下部增加时例管（4219×10，Q345）斜撑，增大安全系数.箱形截面钢梁通过有限 元软件ANSYS验算，最大等效应力100MPs，满足设计要求.
2）钢桁架提升平台
万方数据
3.2.2提升下错点
4结语
参考文献：
钢桁架提升平台由临时群接于主体型钢柱上的钢30mmx20mm，通过有限元软件ANSYS验算，最大等效 牛构成，其箱形截面尺寸为1000mm×480mmx应力183MPa，总挑部分的最大向变形为5mm，满足证其侧向稳定性. 设计要求.实际施工中，在钢牛腿侧面增加斜支撑，保
之间的连接节点，承受提升重量，其设计至关重要. 提升下铺点是提升设备通过钢绞线与被提升钢结构钢结构井字梁的提升下铺点是将钢梁上美缘外伸形成，同时增加加劲助，保证受力的整体性.钢析架的提升下构造复杂，只能应用有限元软件ANSYS验算其局部应 锚点是在结构中弦焊接临时吊耳构成.由于下锚点的力.最大等效应力不超过130MPs，满足设计要求.
1）本工程钢结构的整体提升充分利用了周围主体结构设置提升平台，在保证安全的前提下，降低钢结构整体提升临时设施用量.
2）根据大量计算分析结果，进一步优化整体提升施工方案，确定各提升点最大允许位移差等同步提升
算，保证传力合理，变形可控，为是否进行局部或扩大 3）对于提升下错点等重要构件要进行局部应力验范围的加固处理提供理论依据.
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