来源:中国钢结构协会空间结构分会 公众号
设计单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司
总包单位:北京建工集团有限责任公司、中国建筑第三工程局有限公司
钢结构安装单位:江苏沪宁钢机股份有限公司、中建钢构有限公司
索结构施工单位:北京市建筑工程研究院有限责任公司、南京东大现代预应力工程有限责任公司
索具类型:巨力索具·高钒拉索
竣工时间:2015年
长沙国际会展中心单层展馆一共有12个,东西各6个,分别为W1~W6和E1~E6。西区的6个展馆中,W1和W2、W3和W4、W5和W6分别通过连接馆相连。东区的6个展馆中,E1和E2、E3和E4、E5和E6分别通过连接馆相连(图1)。12个单体展馆的结构形式及结构尺寸完全相同。每个展馆的屋盖结构平面尺寸为100m×163m,跨度方向为100m,屋面高度从18m~32m不等(图2 和图3)。沿纵向一共布置有8榀下凹形张弦梁。
该工程屋盖结构包括:预应力张弦梁体系、纵向联系体系、屋面支撑体系、张弦梁侧向稳定体系、连接馆下弦支撑体系。
每榀张弦梁下弦各布置2根Φ97的高钒镀层拉索,拉索钢丝强度1770MPa,主梁截面为1600×500的箱型钢梁,纵向布置有650×250的H型钢次梁。拉索连接节点见图4。
① 该工程屋盖结构组成部分较多,需根据结构受力形式及传力机理,确定拉索的先后施工顺序,确保预应力的施加能够满足设计要求。
② 该工程张弦梁主梁为下凹布置,拉索为双索布置,且索头为O型索头,对拉索安装和张拉提出很高的要求,施工难度相对一般张弦梁增大。
③ 撑杆和拉索夹角较大,可能造成索夹产生滑移,需在施工过程中采取严格措施确保撑杆和拉索不产生滑移。
④ 该工程拉索为高钒拉索,拉索直径为97mm,属于大直径拉索,容易产生跳丝,对拉索倒运、展开提出很高的要求。需采取可靠措施确保拉索在施工过程中不产生跳丝。
⑤ 该工程是通过对拉索进行张拉的方式对结构施加预应力的,因此节点设计需考虑受力、施工空间的要求,尤其是对本工程的O型锚具的拉索,施工难度大。
⑥ 纵向稳定索采用钢拉杆的形式,钢拉杆是分段安装张拉。张拉过程中需要确保张弦梁的侧向稳定。
⑦ 屋面交叉支撑拉索的张拉需要搭设高空操作平台,而操作平台不具备有效的着力点,需要对操作平台进行设计并确保施工安全。
拉索、拉杆的安装和张拉施工穿插在钢结构的施工过程中,总体步骤为:
① 张弦梁钢结构主体结构安装完成以后,同时安装斜拉索并张拉(斜索的索力很小,为250kN),并一次张拉到位;
② 分两级张拉主索,并张拉完成,索力和位移符合要计算要求;
③ 安装张拉屋面索,屋面索稳定索的索力约为40kN,因此也是一次张拉到位;
③ 拼装胎架为门式格构式胎架,间距1.5m,如图4.5.7所示;
⑤ 将拉索提升至高出撑杆下节点1m,安装拉索索头,将拉索下放,安装索夹;
⑩ 按照相同的方法安装第四榀张弦梁,同时张拉第一榀张弦梁的主索,直到张弦梁主梁刚好与支撑胎架脱离;
图17 屋盖结构张拉完成
[1]张峥,丁洁民,李璐等.长沙国际会展中心展厅大跨度下凹形钢屋盖结构选型与设计[J].建筑结构,2020,50(7):67-73.
[2]卫启星,段有恒,马锦姝,王泽强,司波.基于BIM的长沙国际会展中心张弦梁施工精细化技术研究[J].施工技术,2020,47(7):153-156.
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