高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造施工研究

邓鹏秋

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摘要：以某高层建筑钢结构加固改造施工为研究对象，对钢结构支撑体系的布置形式、节点构造及计算方法进行分析，并探讨了钢结构支撑加固改造施工的流程及要点。研究结果表明，钢结构支撑加固改造施工方案具有可行性和安全性。

关键词：高层建筑；临时钢结构支撑；加固施工研究

高层建筑的使用功能主要以居住、办公、商业为主，为了满足人们对居住和办公的需求，在进行高层建筑设计时，往往需要将其划分为多个功能区，并在功能区之间设置相对独立的楼层，以满足人们对于不同功能用房的需求。例如在商业楼中，将其划分为餐饮、超市、写字楼等区域；而在住宅楼中，则划分为电梯、车库等区域。由于高层建筑的楼层数较多，其施工难度较大。为满足人们对居住和办公的需求，在进行高层建筑设计时，通常会在高层建筑中设置多个功能区。但是由于高层建筑空间较为紧凑，如果不采取有效的加固措施进行支撑加固改造施工的话，其施工质量和安全性将无法得到保障。因此针对此类情况下的高层建筑临时支撑加固改造施工方案进行研究具有较高的应用价值。

一、工程概况

某高层建筑是一座30层的办公塔楼，其地上部分共27层，地下部分共3层。该建筑主要功能为办公、商业和居住。其中地下室为车库，地下一层至地下三层为商业楼。该建筑结构形式为框架剪力墙结构，结构形式为框架剪力墙+局部剪力墙。其中框架部分的梁、柱截面尺寸均较大，而剪力墙部分则主要承担着抗震的作用。在本工程施工过程中，需要对该建筑进行加固改造。在该建筑的2~3层处，其底板厚度为0.50m，梁截面尺寸均为300mm×300mm。因此在对该建筑进行加固改造施工时，需要采用临时支撑体系对其进行支撑加固改造。

二、施工工艺流程及要点

本工程案例的临时支撑加固改造施工工艺主要包括：在建筑物地面上安装好钢结构支撑架，并根据建筑平面布置图，在支撑架上放置好建筑施工所需的模板，模板上铺设一层木方，并用钢丝绳固定在支撑架上，固定完成后安装模板。钢结构支撑架安装完成后，将钢筋混凝土梁、柱进行浇筑。待混凝土强度达到设计要求后，在钢梁上架设第一层钢结构支撑架，并将钢结构支撑架放置在钢结构的顶部。根据施工计划安排，在第一层钢结构支撑架放置完成后，将第一层钢结构支撑架放置于第二层钢结构支撑架之上。如此反复直至完成所有的钢结构支撑体系施工作业。

在高层建筑施工中，采用临时钢结构支撑进行施工作业，需要结合屈服响应的应力分析方法，建立高层建筑施工临时钢结构加固模型，通过对加固节点的应力特征分布，实现对高层建筑施工临时钢结构支撑加固和优化设计，提高结构稳定性和强度．研究高层建筑施工临时钢结构支撑加固技术，在提高钢结构支持设计的健康水平方面具有重要意义。同时，相关工作人员还需要在一定程度上及时发现其中存在得主要问题，及时改正错误，解决问题，保证人民群众的生命财产安全。

三、支撑体系布置形式

根据高层建筑钢结构的特点，在对其进行临时支撑加固改造施工时，需要保证临时支撑的稳定性和安全性，因此需要对支撑体系进行合理的布置。根据高层建筑钢结构的特点，在对其进行临时支撑加固改造施工时，其主要采用两种支撑体系的布置形式，一种是桁架式，另一种是桁架与钢管结合式。由于高层建筑钢结构的高度较大，而临时支撑体系通常会受到施工场地条件的限制，因此在进行高层建筑临时支撑加固改造施工时，通常采用桁架与钢管结合式的布置形式。其具体布置形式较为稳固，在进行钢结构支撑加固改造施工时，相关工作人员对钢结构进行拆除时需要确保临时支撑体系具有一定的稳定性和安全性。

四、节点构造

该高层建筑的临时支撑体系由两部分组成的，首先是在剪力墙和核心筒之间设置的临时支撑架，其长度为12.50m；其次是在核心筒与剪力墙之间设置的临时支撑架，其长度为12.00m。通过对临时支撑体系进行分析可知，在该高层建筑中，临时支撑体系主要承受剪力，而剪力墙承担大部分剪力。因此为了提高临时支撑体系的承载能力和稳定性，需要对临时支撑体系的节点构造进行优化设计。为满足施工要求，该高层建筑中采用的钢结构支撑节点主要包括以下几种：第一种是两根立柱之间设置的焊接钢管；第二种是柱身与角部钢管之间设置的焊接钢板；第三种是柱身与梁体之间设置的焊接钢板；第四种是钢梁与地面之间设置的焊接钢板；第五种是钢梁与柱头之间设置的焊接钢板。通过对钢结构支撑节点构造进行优化设计，能够有效地提高临时支撑体系的承载能力和稳定性。

五、荷载计算

临时支撑所承受的荷载主要为梁板荷载，同时还包括水平施工荷载和施工设备荷载。水平施工荷载主要包括：支撑自重、模板自重、混凝土浇筑产生的重量、施工人员行走产生的重量、钢结构支架体系的自重等。其中钢结构支架体系的自重可以通过计算临时支撑结构体系在全部荷载作用下的总内力来确定。钢结构支架体系所承受的最大水平施工荷载为30kN/m²，梁与柱之间连接节点所承受的最大水平施工荷载为90kN/m²，水平施工荷载所占整个钢结构支架体系重量的比重为40%。根据计算结果可知，当支撑系统的受力处于最不利状态时，其承载能力满足要求。此外，由于高层建筑工程中临时支撑所承受的最大荷载均为水平施工荷载，因此在进行临时支撑设计时，还需考虑竖向施工荷载、风荷载、地震力以及建筑物自重等因素。

六、加固改造施工方法及施工顺序

在进行钢结构支撑加固改造施工时，应先进行支墩的处理，确保支墩具有足够承载能力。之后利用钢筋混凝土柱的混凝土强度等级和结构抗震等级来对支墩进行加固处理，从而确保支墩能满足结构的抗震要求。在进行钢筋混凝土柱加固处理时，需要遵循一定的原则：一是对于混凝土强度较高的框架柱，应尽可能采用混凝土梁加固方式；二是对于混凝土强度较低的框架柱，应采用钢筋混凝土柱加固方式。在钢结构支撑加固改造施工时，应将其设计施工顺序设置为：第一步，在钢结构支撑底面上钻孔并放置钢筋；第二步，利用钢筋对钢结构支撑底面进行焊接处理；第三步，将钢结构支撑底面焊接处理好后，再安装其他的钢结构支撑。

结束语：

研究结果表明：（1）该高层建筑钢结构支撑加固改造施工项目中，采用的临时钢结构支撑体系布置形式较为合理，在进行设计时，可将钢柱与支撑杆设置在同一轴线上，并在钢柱与钢梁之间设置一道钢桁架作为临时支撑杆；（2）临时钢结构支撑的主要作用是使混凝土浇筑的过程更加顺利，因此在进行临时支撑加固改造施工时，应确保混凝土浇筑质量符合相关标准的要求；（3）临时钢结构支撑加固改造施工流程包括：模板拆除、混凝土浇筑、临时支撑体系的安装和拆除、焊接工作等。在进行临时钢结构支撑加固改造施工时，应严格按照相关操作规程和标准进行施工，确保施工过程中的安全性和稳定性；（4）为保证临时钢结构支撑加固改造施工方案的顺利实施，在进行施工时，应加强对临时钢结构支撑加固改造施工技术的控制力度，确保临时钢结构支撑加固改造施工质量符合相关标准和要求。

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