专刊主编： 刑尊胜 高级工程师
幸尊胜，浙江精工钢结构集团有限公司副总工程师、解决方案中心主任，高级工程师，浙江省十三、十四届人大代表，中国建筑业协会专家委员会专家、中国钢结构协会专家委员会委员、中国建筑金属结构协会钢结构专家委员会专家、中国钢结构协会空间结构分会专家委员会委员、浙江省建筑业协会专家委员会委员、浙江省土木建筑学会第十届理事会理事、九三学社绍兴市九届市委委员，曾获“浙江省劳动模范”、“浙江省五一劳动奖章”、“中国钢结构协会创新人才奖”、“中国建筑钢结构行业科技创新杰出技术人才”等荣誉。长期从事建筑钢结构的设计研发、制造及施工技术研究。 主要研究方向为大跨度结构、异形结构、超高层结构设计与施工、液压顶升/滑移施工、预应力结构设计与施工、大单元建筑结构、模块化、一体化建造、装配式结构体系研究与快速建造、钢结构数字化设计与建造等。主持或参与重点项目研发十余项，发表专业论文40余篇，参与《铝合金结构技术标准》、《钢结构体系力学性能试验》等5项国家标准的编制，获得省部级科技奖10余项。 作为技术总监/项目负责人负责建设了诸多标志性项目，如全球最大单体建筑——成都新世纪环球中心海洋馆、全球最大室内滑雪场——哈尔滨万达茂滑雪场、全球唯一直立双壳体剧场——珠海大剧院、2022年卡塔尔世界杯主体育场——路萨尔体育场、国内首个一体化建筑项目——合肥新桥国际机场T2航站楼等。
编者注
钢结构施工过程具有很强的非线性特性，钢结构设计时一般根据结构成形状态下的边界、整体刚度、荷载及作用进行设计分析。然而空间异形结构在施工过程中，结构刚度逐渐形成，在自重及附加荷载作用下，结构构件内力和结构位移逐渐积累、发展，因此在施工过程中必须考虑结构的过程应力状态，进行施工力学仿真分析和结构、构件承载力校核，以保证施工精度、质量和安全。本期发表的6篇论文基于浙江精工钢结构集团有限公司重大项目的实践与研究，分别介绍了高位复杂连体结构、轮辐式桁架悬挑结构、大高差双曲结构采用非常规液压顶升施工方法进行空间结构、三向网架结构施工力学仿真分析、关键技术研究及施工方案比选。 相关结论可为类似工程的实施提供参考。
施工技术
窄幅多层高层连体结构设计与施工技术研究
姚峰1张建涛1王六1尤永健2
1.浙江精工钢结构集团有限公司
2.浙江省现代建筑设计院有限公司
摘要：某医院新建住院楼总高79.6m，地上18层。两栋住院楼对称布置钢结构焊接规范 2024 下载，住院楼间在9~10层、12~13层、15~16层设置3条天连廊，连廊跨度25.2m。主塔采用钢框架屈曲约束支撑结构体系，以3根钢连廊楼层主梁为弦杆，上下层之间设置中心支撑，组成平面桁架。结构宽度由24.3m缩小至7.8m。整体结构复杂，连廊抗震性能要求高，且拆除脚手架的施工顺序不仅会对结构产生附加影响，还会影响现场施工效率。 本文分析了窄幅多层高层连体结构设计、施工过程中的关键技术问题及解决方案。通过对比分析连体结构与主塔采用强连接与弱连接时主塔振型、侧向和扭转刚度、节点构造形式的差异，确定连体结构的强连接方案。基于性能化设计目标对高层连体结构进行了抗震校核。结果表明：杆件及楼板承载力满足既定的抗震性能目标。根据轮胎架拆除的不同施工阶段，对2种施工方案进行了对比分析，考虑到连体结构产生的附加内力和附加变形，结合现场施工效率，确定各楼层通廊安装完成后，拆除相应轮胎架的施工方案。 分析结果表明：主塔两侧对称的高位连廊宜采用强连体形式，为保证强连体刚度能与两侧塔架协调，连体结构平面内剪切承载力应大于抗震设防条件下楼面最大剪力标准值；施工阶段可采用强连体桁架作为上部连体框架，通过合理的施工步骤释放支撑的附加应力和附加挠度，并通过施工仿真分析将附加挠度补偿为轮胎架高度。
关键词：窄幅；多层间隔；高层节点；抗震设计；施工模拟
来源：姚峰,张建涛,王柳,尤永建. 窄幅多层高位连体结构设计与施工技术研究[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(4): 1- 9。
DOI:10.13206/j.gjgS23091301
下载链接
基于优化理论的大跨度异形曲面结构单轴转体方法
张志浩、贾尚睿、叶东辰、邢尊胜
浙江精工钢结构集团有限公司
摘要：近十几年来，我国建设了大量的机场、高铁站、会展中心等项目，具有建筑体型新颖、平面尺寸大（超大宽度、超大深度、大高差）等特点，一般采用现场装配式施工。以上施工方式存在装配高度高、高空作业量大、工艺复杂的问题，导致施工效率低、安全风险大、质量控制难度大。旋转顶升方式虽然能有效降低装配高度，但效果显著，但多用于跨度较小、结构规则、吊点少的结构。同时，旋转过程中同步性较差，经常导致顶升机油缸卡死，甚至局部杆件受力过大而弯曲损坏，现象是大跨度曲面屋面钢结构施工尚处于技术空白期，具有适用性局限性。 文章结合杭州西站项目，系统介绍了大跨度异形曲面结构转体轴和转体角的两种确定方法，即基于最优化理论的双轴重复转体法和单轴转体法，并从经济性、安全性、实用性等方面探讨了两种方法的优缺点，并将两种方法与现浇拼装吊装法进行了比较：1）在经济性方面，基于最优化理论的单轴转体法比双轴重复转体法节省轮胎架5.8%，比现浇拼装吊装法节省轮胎架5.8%。2）在安全性方面，单轴转体施工与现浇拼装吊装施工的应力比差异小于0.05，而双轴转体施工（换杆前）与现浇拼装吊装施工的结构构件应力比差异高达1.31。 这是因为采用双轴转体施工，结构需要进行两个方向的转动，转体工艺状态与结构设计状态在形状上存在较大的差异，造成构件内力分布不均匀，从而造成部分构件应力比较大，虽然可以通过更换杆件、加固等方法解决，但是设计和施工成本也会相应增加。在结构施工过程中，虽然单轴转体工法与现浇拼装提升工法构件应力比相差不大，但是现浇拼装提升工法搭建的框架高度较高，高空作业面积较大，工人的施工安全性较差。3）在实际操作方面，采用转体提升可以有效解决现浇拼装提升带来的装配式框架安装高度高、高空作业多等施工复杂性问题。 基于优化理论的单轴转体法较双轴重复转体法施工更为便捷，通过自编程序可一步获得转体吊装参数的最优解，省时省力。且由于其确定的转体轴和转体角度唯一，施工时结构只需绕单轴旋转，操作更为便捷。结果表明基于优化理论的单轴转体法施工效果更佳，弥补了现浇拼装吊装法和双轴重复转体法在大跨度异形弧形屋面钢结构应用中的技术缺陷，也为今后同类弧形屋面结构的施工提供了参考。
关键词：大跨度异形曲线钢结构；旋转吊装；旋转轴；旋转角度；装配式框架
来源：张志浩,贾尚瑞,叶东晨,幸遵生.基于优化理论的大跨度异形曲线结构单轴转体方法[J].钢结构(中英文),2024,39(4):10-16。
DOI:10.13206/j.gjgS22121901
下载链接
底层不连续多层结构提升方案优化分析
宗榕1张志豪2刘传林1丁力2杨飞1吴迪2卢伟冲2
1.中国铁道建筑集团有限公司
2、浙江精工钢结构集团有限公司
摘要：随着建筑钢结构的发展，高层建筑如雨后春笋般涌现，在两栋高层建筑之间设置钢节点是常见的结构形式。目前对于常规高空节点结构的安装，大多采用地面拼装后整体吊装的方式。但对于底层不连续的多层结构，一方面地面拼装框架较高，存在高空作业，既不经济又不安全；另一方面拼装时需对底层结构进行加固，施工繁琐。因此制定更加经济、安全、快捷的施工方案是当前施工的重点。以杭州云门项目为例，给出了累计吊装和分层吊装两种施工方案，并从结构受力变形、施工经济性、安全性、时效性等方面进行衡量和比较。 从应力方面看，对于塔架而言，上述两种施工方案杆件最大应力差别不大，但分层顶升施工的构件附加应力较小，应力分布更为合理；对于连接结构而言，杆件最大应力基本相同，但采用分层顶升的杆件应力普遍较小；对于顶升钢筋杆件，采用分层顶升方案时钢筋杆件最大轴力为10905.27 kN，而采用分层顶升方案时钢筋杆件最大轴力为12615.81 kN，比后者减小约13.6%，因此分层顶升方案可以减少对其截面的需求，顶升完成后更易于拆除。两种方案施工中，结构最大竖向变形均位于连接跨中间位置，且变形值差别不大； 而结构最大水平变形位于塔顶处，但变形值相差不大，且分层提升变形值较小。这是因为采用分层提升，在第二次提升前，上部结构与塔架已连成一体，具有一定的水平刚度。在施工方面，采用累计提升方案，在低空安装下部结构时，上部连体结构会长时间处于悬吊状态，时效性差，且连体结构与塔架未有效连接，施工安全性差。上部连体结构提升到位后钢结构焊接规范 2024 下载，可直接添加拉杆，使连体结构与塔架形成有效连接，此时可同时进行下部三角区结构的拼装，更及时、更安全。两者相差较小，分层提升方式所需提升设备数量较多。 结果表明:对于底层不连续的多层连体结构施工,分层顶升法在结构受力、变形等方面具有更好的施工经济性、安全性、时效性。
关键词：不连续底层；多层连通结构；累积提升；分层提升；杭州云门
来源：宗荣,张志浩,刘传林,丁莉,杨飞,吴迪,陆伟冲.底层不连续多层连体结构提升方案优化分析[J].钢结构(中英文),2024,39(4)：17-25。
DOI:10.13206/j.gjgS23082102
下载链接
环境温度对高层连体结构整体顶升施工技术影响分析
刘传林1叶东辰2宗榕1邢尊胜2杨飞1徐长森2
1.中国铁道建筑集团有限公司
2、浙江精工钢结构集团有限公司
摘要：施工过程是保证结构可靠使用性能和结构质量的重要阶段，随着社会经济的发展，对施工质量的要求逐渐提高，环境温度是影响施工精度和保证施工质量的关键因素。高层建筑导热系数的研究在桥梁等大跨度、超长结构中受到广泛关注，但在建筑结构施工阶段的研究较少。随着建筑结构设计日趋复杂、体量增大，环境温度对施工的影响也开始显现。对节点结构常用的整体顶升施工技术进行研究，探讨环境温度对节点拼装和节点顶升两个重要施工阶段的影响：1）在拼装阶段，节点结构受到下部拼装架、支撑架等措施的约束，在温度作用下产生附加内力和变形。下部结构按最小水平约束和刚性连接两种极端情况考虑。 2）吊装阶段，连接结构无水平约束，可在水平方向自由变形，因此会显著影响接头体与塔架结构在高空的对接精度。因此，提出将温度变形与施工变形叠加，综合考虑温度对接头体吊装精度的影响。分析中，基于有限元仿真，通过线性拟合得到关键接头点的变形与温度的关系，进一步计算温度与接头错位量的关系，得到错位量最小时的温度差，以此温度差指导施工进度的改进，具体如下。最后，以杭州云门钢结构项目为例，分析环境温度对工程的影响，若在组装阶段不考虑轮胎架的水平约束，则环境温度引起的结构附加应力较小，若在组装阶段不考虑轮胎架的水平约束，则结构因环境温度引起的附加应力较大，甚至超过钢材的屈服应力。 计算结果是基于极端条件下的计算，即温差变化较大、约束条件较强，出现实际工程情况的概率较低，因此建议应力分析应根据工程实际环境和采用的措施，选取合理的温差及边界条件进行分析，确定温差对结构附加应力的影响。针对云门钢结构吊装阶段，分析结果表明，当吊装过程中的环境温度与拼装过程中的温度低于27.6℃时，连接体与塔架之间的错位度最小，由于温差过大，在真实环境中不可能发生这种情况，因此随着环境温度的降低，吊装过程中接头与塔架之间的错位度减小，有利于施工精度，因此建议选择在清晨或傍晚进行接头连接。
关键词：环境温度；整体改善；连接结构；装配阶段；改善阶段
来源：刘传林, 叶东晨, 宗荣, 幸遵生, 杨飞, 徐长森. 环境温度对高层连体结构整体顶升施工技术影响分析[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(4): 26- 33。
DOI:10.13206/j.gjgS23071101
下载链接
内侧支撑大悬臂轮辐式桁架结构悬臂提升关键技术研究
丁力贾尚瑞吴楚乔徐长森
浙江精工钢结构集团有限公司
摘要：在采用常规液压顶升施工方法的项目中，顶升结构具有双侧或多侧顶升支撑边界条件，结构稳定性好，但对于悬臂结构，特别是高度极高的结构，无法设置平衡挂点，难以采用顶升施工方法。西安丝路欢乐世界中心大厦项目为全钢结构异形塔，由内管钢框架、外管网壳、大悬臂辐式裙桁、顶部莫皮斯环和外管形飘带组成。以西安丝路大厦项目为例，对内支大悬臂辐式裙桁钢结构施工中采用的悬臂顶升施工技术进行研究，通过数值分析，将悬臂顶升施工技术与无加固措施的钢结构、一环桁架的钢结构进行对比，研究顶升施工过程中杆件加固和一环桁架加固对结构的影响。 根据对比分析结果，建议采用1环桁架对顶升结构进行加固，研究了设置5个吊点、7个吊点、10个吊点、20个吊点对顶升过程中结构的影响，并给出了推荐的吊点数量，对于本工程以5个吊点为最佳。对施工过程中的技术要点进行了分析，通过探讨和经验总结，说明了大悬臂辐裙桁架钢结构悬臂顶升施工中应注意的要点及临时措施设计，拓展了液压顶升施工技术的应用范围。
关键词：钢结构；大悬臂结构；内支辐条桁架；悬臂提升施工
来源：丁莉,贾尚瑞,吴楚桥,徐长森.内侧支撑大悬臂辐条桁架结构悬臂提升关键技术研究[J].钢结构(中英文),2024,39(4):34-40。
DOI:10.13206/j.gjgS23013101
下载链接
三维网格结构无支架施工关键技术研究
张建红1王培照1赵文彦1王强1陈大贤1潘文治1王伟庆2
1.浙江精工钢结构集团有限公司
2.中建四局第六建设有限公司
摘要：空间网架结构因其独特的建筑造型在现代建筑中得到越来越广泛的应用。随着下部主体结构和空间网架结构越来越复杂，其结构安装技术也在不断的完善和变革。对于下部支撑结构复杂的单层三向网架结构，常规采用临时支撑架进行现场分块安装或搭设全高脚手架进行高空批量安装的方法存在措施数量多、成本高、安装拆卸时间长等问题，而液压整体同步提升、顶升、滑移等新型施工方法不仅存在成本和效率问题，而且施工难度大。针对以上问题，以深圳“互联网+”未来科技城DY01-04地块西区下沉式广场马鞍形单层三向网架穹顶结构为例，对其无支撑施工关键技术进行研究，以达到临时支撑措施少、施工效率高的目的。 施工是指采用特定分块法，可以充分利用前一提升单元作为下一提升单元的支撑结构，以交错搭接的方式完成结构的安装，无需临时支撑。施工的关键在于，通过特定分块法划分的每一个分块在提升完成后，都能与前一安装结构形成稳定的结构体系，这种稳定的结构体系不会受到设计状态的影响。通过对整个施工过程的模拟分析和现场实测数据，综合考虑施工过程的安全性、便捷性和经济性，选择了无支撑螺旋式、单向交错式和对称交错式三种结构形式，并进行了施工方法的对比研究。结果表明：单层立体网架结构无支撑施工安全可靠，施工完成后结构应力与变形与设计一次成型状态接近，结构整体应力较小，圈梁施工过程中不存在稳定性问题，安全储备充足。 无支撑螺旋施工段长较短，结构整体应力与变形均优于无支撑交错施工，无支撑对称交错施工可明显减小单向施工时因“跷跷板”效应引起的结构附加应力与变形，因此优于无支撑单向交错施工；通过在结构位移和应力模拟值较大处布置变形与应力监测点，对无支撑螺旋施工过程中结构的变形与应力进行监测。结果表明，实际结构变形与应力在发展趋势和数值上与MIDAS仿真分析结果总体一致，体现了无支撑螺旋施工方案的合理性。
关键词：单层三向网架；无支撑施工；螺旋；交错；施工效率
来源：张建宏,王培昭,赵文彦,王强,陈大先,潘文志,王伟庆.三维网格结构无支架施工关键技术研究[J].钢结构(中英文),2024,39(4):41-48。
DOI:10.13206/j.gjgS240201
下载链接
设计讨论
带摇摆柱的框架柱稳定系数
同根树
浙江大学高性能结构研究所
摘要：介绍了支撑侧移柱的框架柱的稳定性设计。在存在侧移柱的情况下，框架柱的稳定系数应采用增大长细比、减小柱曲线的方法确定。当钢结构轴力与框架柱轴力相等时，曲线由欧洲钢结构规范的曲线b下降到曲线c。最后，利用Jezek模型对上述结论进行了验证。
关键词：柱；摇摆柱；屈曲；框架
来源：童根树. 含摇摆柱的框架柱稳定系数[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(4): 49-51。
DOI:10.13206/j.gjgS23032720
钢结构热点分析
本期疑问：没有了层数概念，钢结构位移比、周期比等指标该如何控制？
问题介绍：很多钢结构没有层的概念，例如体育馆、影剧院等，位移比、周期比等指标该如何控制？
全文链接
2024年第4期已在微信商店上架，欢迎订购！
