超高全钢塔桅结构关键施工技术研究与应用

一、立项背景 河南省广播电视发射塔工程是"十一五"期间河南省文化建设的三大重点工程之一,总建筑面积5.8万平方米,设计净高388m,是已建成世界最高的全钢架结构电视塔,由塔座、塔身、塔楼和天线桅杆四个部分组成(见图1). 塔身结构最为新颖,由内筒、外框及底部5个叶片形斜向网架构成.内筒为竖向井道桁架构成的巨型柱,外框为10根桉叶糖形巨型柱盘旋交错形成的新型刚架体系.天线桅杆由格构段和封闭箱形段组成,高120m.钢结构工程施工存在诸多技术难点有待解决,如下:     

广州新电视塔底部透空区群柱稳定性试验在清华大学取得圆满成功

广州新电视塔总建筑面积约10万余，总投资约22亿元。塔高6lOm，其中塔身主体高度450m，桅杆天线高160m。电视塔集旅游观光与电视信号发射功能为一体，建成后将成为世界第一高塔，也是广州市标志性建筑。整个结构采用简中筒结构体系，核心筒为钢筋混凝土结构，外框筒由斜钢管混凝土柱、钢斜撑和钢环梁组成。外框筒断面呈椭圆形，其椭圆截面长短轴不仅沿塔高变化，而且椭圆从标高一lOm到+450m旋转了45。，并在中段形成细腰形。该工程一个突出的特点是整个塔身细长、细腰及扭腰，呈两端大中间小的形状。由于建筑功能的需要，在整个塔身设有4处…     

河南省广播电视发射塔钢结构安装技术

河南省广播电视发射塔分为塔座、塔身、塔楼和天线桅杆4部分.介绍了塔身井道核芯筒安装技术,包括核芯筒内部附着式塔吊及高强螺栓施工.外塔桉叶糖形钢结构柱截面尺寸大、超高空安装,其测量、就位校正、成品保护等施工较困难,介绍了其空间定位措施和大直径热浸锌高强螺栓用于公共建筑的预张拉施工工艺.     

广州塔结构设计

广州塔由一座高达454m的主塔体和一个高146m的天线桅杆构成,总高度600m,为高耸结构。外筒由24根钢管混凝土斜柱、环杆、斜撑组成,内筒为椭圆型钢混凝土结构。介绍了该塔形体特点,技术难题,超出规范的设计依据,外筒、内筒、天线桅杆、楼面、钢结构防腐等主要设计内容及研究、试验情况。     

中央电视塔冬期施工技术

中央电视塔为第十一届亚运会重要项目之一,是国家重点工程,位于北京西郊。塔体建筑总高从±0.00算起为386m,是当前世界第三高塔,亚洲第一高塔。主体工程共分四大部分:塔座、塔身、塔楼和桅杆。其中塔座建筑面积15150m~2,高度30m,直径70m,预应力框架结构。塔楼位于塔身中部以上,标高197～257.5m,内分14层,建筑面积6289m~2,直径约42m,其外形似灯笼,采用预应力混凝土结构和钢结构。塔身由内筒、中筒和外筒三个筒体组成。内筒为8.42×8.12m方形筒体。外筒为     

中国尊大厦外框筒建筑-结构一体化设计方法

中国尊大厦外框筒为巨型结构,各构件内力巨大,其布置力求规则以传力直接。根据建筑外形及结构传力要求,巨型柱分叉后的形心均在同一竖直面内,同时控制其一角点到幕墙外皮的最小距离,由此确定巨型柱的空间定位。巨型柱均以水平面为控制截面,采用分段折线的形式控制与外完成面的距离,转折标高为转换桁架的上弦上皮或下弦下皮标高。转换桁架弦杆的截面为平行四边形,即一条边水平,另一条边沿巨型柱外皮,转换桁架腹杆、巨型斜撑以及次框架等构件也采用平行四边形的截面形式。从水平视角看,外框筒结构构件不出现重影,构件之间的连接也不出现错边,保证巨型结构传力的同时,又完美体现建筑效果。     

超高塔垂直运输机械的选择分析

河南省广播电视发射塔设计总高度为388.0m,作为超高结构,其难点在于塔身外围桉叶糖形钢柱的吊装,方案设计分别从超高塔结构施工时垂直运输机械的选择、布置方式、塔式起重机基础、塔式起重机安装和拆除几个方面进行分析,最终采用一台ZSC 50180平臂式塔式起重机作为桉叶糖形钢柱主要吊装工具,布置方式为井道内附着式,同时塔楼顶部安设一台SCM-D300动臂塔式起重机,作为桅杆天线的吊装以及ZSC50180的拆除,满足了吊装需要,为工程顺利进行起到了关键作用。     

广州新电视塔细腰段整体模型稳定性试验研究

广州新电视塔是采用钢结构外框筒和钢筋混凝土核心简组成的筒中筒结构体系,外框筒由斜向布置的钢管混凝土柱、钢管斜撑以及倾斜放置的环向钢管构件构成.整个结构外框筒细长、细腰及扭腰等构成特点,使结构外框筒稳定性设计变得非常复杂.在中部细腰段,内外筒之间仅靠四道水平径向支撑构件连接.因此,细腰段外框筒群柱的稳定性成为控制结构安全的重要因素之一.对细腰段整体模型进行稳定性试验,研究细腰段在恒定轴力和水平风荷载作用下的稳定极限承载力、破坏模态及破坏机理,揭示广州新电视塔外框筒结构存在的群柱失稳现象.详细地阐述试验方案及试验过程,深入分析主要试验结果,相关研究成果为电视塔外框筒结构设计提供重要依据.     

整体提升钢平台及其下部的斜板墙施工工艺

1工程概况 上海世茂国际广场总高333m,位于南京路步行街的起点,占地面积9384m^2,地上60层、地下3层,裙房10层,总建筑面积138838．2m^2。主楼60层,呈等腰直角三角形,高246．16m,天线段高86．84m。本工程塔楼的结构形式为内筒外框加巨型劲性柱,核芯筒在39-42层（160．300-170．950m）有3个层高的斜板墙,从39层向上440mm处混凝土墙体厚由500mm变为400mm,向内呈69（°）角倾斜,至42层下回直660mm,核芯筒墙体水平向内收3680mm（见图1、图2）。     

澳门观光塔饰面混凝土的研制和应用

澳门观光塔位于澳门南湾填海区 ,是由澳门旅游娱乐有限公司为纪念澳门回归祖国这一重大历史事件而兴建的标志性建筑。该塔共８８层 ,施工高度为３４６．７ｍ ,设计上按结构和使用功能划分为四个区域 ,分别为基座段、塔身段、塔楼段、桅杆基座及桅杆段。其中塔身设计为圆锥台形并与中部隔墙和服务电梯井形成钢筋混凝土筒中筒结构。塔身所有外露混凝土均使用饰面型清水混凝土。出于结构上的考虑塔身使用技术性能极优异的高性能混凝土 ,对保持塔体美观、抵御自然环境中高湿度大气及污染物对清水混凝土的侵蚀、杜绝混凝土表层滋生生物组织起了决…     

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究。研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低。罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒→巨柱→支撑→伸臂桁架。该结构体系显著增强了外框的抗侧刚度,提高了外框的剪力分担比例,使得内筒和外框的抗侧能力更加均衡,同时内筒和外框之间的竖向剪力连接需求降低,既减轻了核心筒损伤,又可降低伸臂桁架的刚度和杆件截面面积,并使伸臂桁架加强层与相邻上下层之间的层间刚度突变效应显著降低。因此,支撑巨型框架-核心筒结构体系是一种抗震性能优越的混合结构体系,适用于500m左右及以上高度的超高层结构。     

2012年“华夏建设科学技术奖”获奖项目(三等奖) 空中华西村综合施工技术

一、立项背景空中华西村工程由3个60层(高253.8m)的外围筒体和1个72层(高328m)的中央筒体构成,外围3个塔楼之间每隔12层设置一个空中连廊将三个外围筒体和中央筒有机联系成整体,中心筒顶为一直径五十米的钢结构球体。单筒为外框架内筒结构,整个结构为空间巨型桁架结构。目前国内超高层建筑多为单筒,由4个筒构成的超高层建筑尚无先例。常规超高层施工主要是模板施工技术、泵送混凝土施工     

中国尊大厦巨型柱深化设计精确建模技术

中国尊大厦主塔楼为筒中筒结构体系,其内筒为型钢混凝土核心筒,外筒由巨型支撑和巨型框架柱组成。巨型柱的复杂构造型式,使其在深化设计中的精度控制成为一大难点。。详细阐述了中国尊大厦多腔钢管混凝土巨型柱精确建模技术,为工程的顺利实施奠定了基础。陈述了Tekla Structures软件在复杂钢结构工程深化设计中的成熟应用,为类似钢结构工程的深化设计提供参考与借鉴。     

梭形超高层筒中筒结构的受力特性分析

拟建于上海的某超高层建筑,立面造型为梭形,结构体系采用了筒中筒结构,根据其特殊的建筑造型,外筒采取了斜柱方案。分析表明,翼框柱的倾斜可以改变结构的侧向刚度和楼层内力的分布,内筒和外筒的腹板框架承担了更大的层内力;结构上部的刚度增加,下部的刚度减小。建议在结构底部适当提高核心筒混凝土墙中钢骨的含骨率,并且把外筒钢柱改成型钢混凝土柱,以提高结构的刚度、承载力和延性。     

超高层建筑密肋外柱混凝土内筒结构体系施工

天津滨海新区于家堡03—16地块工程主体结构采用了密肋外柱内筒结构体系，属于超高层建筑比较特殊的全混凝土结构形式，结构的模板、脚手架、混凝土等施工技术获得了一定的成果，可为其他类似的密肋外框柱筒施工提供借鉴。     

广州新电视塔结构模型振动台试验研究

广州新电视塔高610m,由1座高达450m的主塔和1个高160m的天线桅杆构成,采用椭圆形钢结构外筒和椭圆形混凝土核芯筒组成筒中筒结构。其外框筒为由斜向立柱、水平斜向环梁和斜撑组成的中部纤细、中轴线倾斜的复杂结构体系,在高度、形体上均具有创新和突破。对这种特殊的结构,现行规范没有明确、统一的抗震设防标准。为研究它在地震作用下的抗震性能,广州大学工程抗震研究中心进行了1∶50比例模型的模拟地震振动台试验,同时采用大型三维有限元程序对模型进行了时程分析。研究了结构的自振特性、阻尼比、地震反应特征、扭转作用、内外筒协同工作等问题,并对整体结构的破坏形态和破坏机理进行了探讨。试验和分析结果均表明,结构总体上满足初步设计的抗震设防目标要求。     

高层建筑结构设计创新与规范发展

对近年来深圳高层和超高层建筑出现的一些新结构体系和设计难点进行介绍和讨论,如结构受力与非受力位移、结构层侧向刚度计算方法、局部外框梁缺失的框筒结构、特大高宽比超高层结构、一向少墙高层剪力墙结构、多塔连体结构、带斜柱转折柱高层结构、带环带桁架巨型结构、大震设计方法等,上述问题的出现和解决体现了高层建筑结构设计中的创新,也为规范的修订提供了内容.     

复合筒体结构在钢结构广播电视发射塔中的应用研究

根据钢结构广播电视发射塔的结构特点,外塔身往往作为结构的主要受力构件,井道仅承受自身荷载作用。淮安广播电视发射塔由于其外形方案独特,无法采用传统的高耸结构形式,且采用高层建筑中的"筒中筒"结构难以满足结构刚度和强度的要求,在对结构方案进行分析对比后,提出了钢板核心筒-钢管密柱-预应力柔性拉杆的复合筒体结构。通过采用预应力柔性拉杆和刚性水平支撑联系内钢板筒和外柱,使两者协同工作,共同抵抗水平荷载作用,且减小了外柱的计算长细比,提高了其稳定承载力。分析证明,结构刚度得到了较大的提高,结构周期由8.3 s减小为5.1 s。复合筒体结构在保证建筑外观的同时,可以满足结构受力和加工制作的要求。     

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构性能分析

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、巨型支撑、混凝土核心筒和伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。对设置X形和倒V形巨型支撑以及设置巨型支撑的同时去除巨型梁下层次柱的结构体系进行了分析。结果表明:设置X形巨型支撑可以使结构的整体刚度明显增大,提高了框架作为第二道抗震防线的承载力;倒V形巨型支撑对结构刚度的贡献相对较小,但引起的局部构件内力突变也较小;设置巨型支撑的同时去除次柱会造成局部构件的内力突变,但可以使巨型框架的主、次结构受力更明确,提高主结构的效率,同时满足建筑大开间的要求。     

高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发

某高层建筑采用核心筒-外框筒体系,核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成,外框筒由巨柱、重力柱、大斜撑、转换桁架构成。鉴于外框筒的巨柱施工到一定阶段,单根巨柱在高空中分叉为两根,开发了一种用于外框巨柱施工的可拼装钢连桥,以方便施工人员在分叉巨柱焊接过程中进行操作。通过合理的构造设计,钢连桥能够实现快速拼装和增加桥体长度。用有限元软件计算校核钢连桥的应力和变形,以满足强度和刚度要求。