内筒外框式回形钢框架建筑的结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内筒外框式回形钢框架建筑的结构及施工方法，属于钢框架建筑结构及施工技术领域。

背景技术

目前，随着我国经济的不断发展，建筑风格和结构不断创新，建筑施工的难度和复杂性也不断增高，特别是一些新兴高层建筑，在外观上推陈出新，如上海钢铁交易大厦的建筑结构为内筒外框式回形建筑，中间为钢筋混凝土核心筒，外围是蜂窝网格柱结构钢框架。蜂窝网格柱钢结构属首例复杂的钢结构建筑，因此内筒外框式回形建筑钢构件的加工和安装精度要求高，如采用常规的施工方法很难确保安装精度和工程进度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种内筒外框式回形钢框架建筑的结构及施工方法。有利于整体结构的稳定性，也有利于整体施工的流水作业。确保工程进度和蜂窝网格柱钢框架的施工质量。

本发明的技术方案： 

内筒外框式回形钢框架建筑的结构，所述内筒为钢筋混凝土核心筒结构，核心筒内设有电梯井；所述外框是由立柱、横梁、楼板梁、Y形柱、角柱和双丫柱构成的多层蜂窝状钢结构外框；该建筑的平面总体结构为回字形。

前述结构中，所述立柱沿核心筒外围间隔排列成矩形，立柱与立柱之间经横梁连接，立柱与核心筒之间经一组纵横交错的楼板梁连接。

前述结构中，所述立柱顶部和横梁边缘设有间隔排列的Y形柱，Y形柱的垂直柱底部与立柱的顶部连接或与横梁边缘连接；位于矩形转角处的两个Y形柱之间的斜柱顶部设有角柱，位于矩形直边的两个Y形柱之间的斜柱顶部设有双丫柱。

前述结构中，所述角柱和双丫柱上均设有连接节点，双丫柱上的连接节点设有横梁连接梁和楼板连接梁，角柱上的连接节点设有横梁连接梁；角柱和双丫柱上的横梁连接梁与横梁连接，双丫柱上的楼板连接梁与核心筒之间经一组纵横交错的楼板梁连接。

前述结构中，所述楼板梁上设有楼层地板；楼层地板包括铺设在楼板梁上的钢板，钢板上铺设有钢筋混凝土地面。

前述结构中，所述顶层的角柱和双丫柱的顶部与Y形柱的斜边连接；Y形柱的垂直立柱顶部与纵横交错的顶梁连接。

实现前述结构采用的施工方法，该方法先根据设计要求进行基础和地下室的施工，然后再进行地上部分的施工，地上部分是中间核心筒先于钢结构施工，钢结构先于楼板浇筑施工；地上部分的具体施工步骤如下：

①、在核心筒地下部分的电梯井内安装塔吊，塔吊采用内附式进行固定，利用塔吊将核心筒施工至2-3层； 

②、利用塔吊将立柱吊装在地面基础上的基础钢柱上，基础钢柱矩形分布；

③、在立柱上吊装横梁；横梁与立柱水平焊接或螺接；

④、在横梁上吊装第一层楼板梁；楼板梁一端与横梁连接，楼板梁另一端与核心筒铰接；

⑤、在立柱顶部和横梁边缘吊装Y形柱，Y形柱的垂直柱与立柱顶部和/或横梁边缘焊接；

⑥、在位于矩形转角处的两个Y形柱之间的斜柱顶部吊装角柱，在位于矩形直边的两个Y形柱之间的斜柱顶部吊装双丫柱；所述角柱和双丫柱底部的两个斜柱分别与Y形柱上部的斜柱焊接或螺接；

⑦、吊装第二层楼板梁，将第二层楼板梁一端与角柱和/或双丫柱的连接节点连接，楼板梁另一端与核心筒铰接；

⑧、在角柱与双丫柱之间的斜柱顶部或两个双丫柱之间的斜柱顶部吊装下一层双丫柱；角柱与双丫柱之间的斜柱或上下两层双丫柱之间的斜柱焊接或螺接；

⑨、吊装第三层楼板梁，将第三层楼板梁一端与双丫柱的连接节点连接，楼板梁另一端与核心筒铰接；

⑩、在位于矩形转角处的两个双丫柱之间的斜柱顶部吊装角柱，在位于矩形直边的两个下层双丫柱之间的斜柱顶部吊装上层双丫柱；所述角柱和双丫柱底部的两个斜柱分别与两个下层双丫柱上部的斜柱焊接或螺接；

重复上述步骤⑧、⑨、⑩直至完成最后一层钢结构的吊装，在最后一层钢结构顶部吊装屋顶。

根据前述施工方法，所述地上部分是中间核心筒先于钢结构2-3层施工，钢结构先于楼板浇筑5-6层施工；在进行钢结构施工时，中间核心筒与钢结构同步升高；在进行上层钢结构施工时，可同步进行下层钢结构中地面、机电、幕墙等施工。

根据前述施工方法，所述中间核心筒的施工，6层以下采用落地脚手架进行施工，6层以上采用悬挑脚手架施工，每间隔4层设有脚手架悬挑梁；钢框架的施工采用钢吊篮替代脚手架施工。

根据前述施工方法，所述楼板浇筑施工是在楼板梁上铺设楼层地板，楼层地板采用压型钢板，在压型钢板上浇筑钢筋混凝土。

与现有技术相比，本发明的外观结构采用极具特色的蜂窝状钢结构，突出了钢铁交易大厦的属性特征，并具有极好的稳定性。本发明所用的构件采用工厂化、专业化、批量化生产，可降低劳动强度，缩短工期。本发明的施工方法可减小施工难度，也有利于整体施工的流水作业。可确保工程进度和蜂窝网格柱钢框架的施工质量。

附图说明

图1是本发明步骤1示意图；

图2是本发明步骤2示意图；

图3是本发明步骤3示意图；

图4是本发明步骤4示意图；

图5是本发明步骤5示意图；

图6是本发明步骤6示意图；

图7是本发明步骤7示意图；

图8是本发明步骤8示意图；

图9是在楼板梁上铺设地板的示意图；

图10具有角柱的一层钢结构示意图；

图11是没有角柱的一层钢结构示意图；

图12是Y形柱的示意图；

图13是角柱的示意图；

图14是双丫柱的示意图。

附图中的标记为： 1-核心筒、2-电梯井、3-立柱、4-横梁、5-楼板梁、6- Y形柱、7-角柱、8-双丫柱、9-连接节点、10-楼层地板、11-塔吊、12-垂直柱、13-斜柱、14-横梁连接梁、15-楼板连接梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

实施例。一种内筒外框式回形钢框架建筑的结构，所述内筒为钢筋混凝土核心筒结构，核心筒1内设有电梯井2；所述外框是由立柱3、横梁4、楼板梁5、Y形柱6、角柱7和双丫柱8构成的多层蜂窝状钢结构外框；该建筑的平面总体结构为回字形。所述的立柱3、横梁4、楼板梁5、Y形柱6、角柱7和双丫柱8均在专业工厂中按标准化生产要求生产，统一下料，在地面进行焊接，便于进行构件的质量控制，相同构件具有很好的互换性。所述立柱3沿核心筒1外围间隔排列成矩形，也可根据设计要求为其它形状，本例建筑的平面形状为矩形，立柱3采用矩形钢管，立柱3与立柱3之间经横梁4连接，立柱3与核心筒1之间经一组纵横交错的楼板梁5连接。立柱3顶部和横梁4边缘设有间隔排列的Y形柱6，Y形柱6是立柱3与上层的蜂窝状钢结构之间的连接件，所以Y形柱6如图12所示，设有与立柱3连接的垂直柱12和与蜂窝状钢结构连接的两个斜柱13。Y形柱6的垂直柱12底部与立柱3的顶部连接，由于两个立柱3之间的距离较大，所以在两个立柱3之间增设一个Y形柱6，该Y形柱6的垂直柱12底部与横梁4边缘连接；位于矩形转角处的两个Y形柱6之间的斜柱13顶部设有角柱7，位于矩形直边的两个Y形柱6之间的斜柱13顶部设有双丫柱8。双丫柱8相当于是两个Y形柱的垂直柱连接一起构成的对称钢柱，上部和下部分别设有两个对称的斜柱13。角柱7的形状与Y形柱的形状类似，其区别是两个斜柱是成90度垂直设置的。角柱7和双丫柱8上均设有连接节点9，双丫柱8上的连接节点9设有横梁连接梁14和楼板连接梁15，角柱7上的连接节点9设有横梁连接梁14；角柱7和双丫柱8上的横梁连接梁14与横梁4连接，双丫柱8上的楼板连接梁15与核心筒1之间经一组纵横交错的楼板梁5连接。楼板梁5上设有楼层地板10；楼层地板10包括铺设在楼板梁5上的钢板，钢板上铺设有钢筋混凝土地面。钢框架为多层结构。顶层的角柱7和双丫柱8的顶部与Y形柱6的斜柱13连接；Y形柱6的垂直柱12顶部与纵横交错的顶梁（附图中未画出）连接。

实现前述结构采用的施工方法，该方法先根据设计要求进行基础和地下室的施工，然后再进行地上部分的施工，地上部分是中间核心筒先于钢结构施工，钢结构先于楼板浇筑施工；地上部分的具体施工步骤如下：

①  、如图1所示，在核心筒1地下部分的电梯井2内安装塔吊11，塔吊采用内附式进行固定，利用塔吊将核心筒施工至2-3层； 

②  、如图2所示，利用塔吊11将立柱3吊装在地面基础上的基础钢柱上，基础钢柱矩形分布，所以立柱3也是与基础钢柱相同的矩形分布；

③  、如图3所示，在立柱3上吊装横梁4；横梁4与立柱4水平焊接或螺接；通过横梁4将每个立柱3连接在一起。

④  、如图4所示，在横梁4上吊装第一层楼板梁5；楼板梁5一端与横梁连接，楼板梁5另一端与核心筒1铰接；

⑤  、如图5所示，在立柱3顶部和横梁4边缘吊装Y形柱6，Y形柱6的垂直柱12与立柱3顶部和/或横梁4边缘焊接；

⑥  、如图6所示，在位于矩形转角处的两个Y形柱之间的斜柱顶部吊装角柱，在位于矩形直边的两个Y形柱之间的斜柱顶部吊装双丫柱；所述角柱和双丫柱底部的两个斜柱分别与Y形柱上部的斜柱焊接或螺接；

⑦  、如图7所示，吊装第二层楼板梁5，将第二层楼板梁5一端与角柱7和/或双丫柱8的连接节点9连接，楼板梁5另一端与核心筒1铰接；

⑧  、如图8所示，在角柱7与双丫柱8之间的斜柱13顶部或两个双丫柱8之间的斜柱13顶部吊装下一层双丫柱8；角柱7与双丫柱8之间的斜柱13或上下两层双丫柱8之间的斜柱13焊接或螺接；

⑨  吊装第三层楼板梁5，将第三层楼板梁5一端与双丫柱8的连接节点9连接，楼板梁5另一端与核心筒1铰接；

⑩  、在位于矩形转角处的两个双丫柱8之间的斜柱13顶部吊装角柱7，在位于矩形直边的两个下层双丫柱8之间的斜柱13顶部吊装上层双丫柱8；所述角柱7和双丫柱8底部的两个斜柱13分别与两个下层双丫柱8上部的斜柱13焊接或螺接；

重复上述步骤⑧、⑨、⑩直至完成最后一层钢结构的吊装，在最后一层钢结构顶部吊装屋顶。

前述地上部分是中间核心筒1先于钢结构2-3层施工，钢结构先于楼板浇筑5-6层施工；在进行钢结构施工时，中间核心筒与钢结构同步升高；在进行上层钢结构施工时，可同步进行下层钢结构中地面、机电、幕墙等施工。这样有利于流水作业，可缩短工期。6层以下中间核心筒可采用落地脚手架进行施工，6层以上核心筒可采用悬挑脚手架施工，每间隔4层设有脚手架悬挑梁；钢框架的施工可采用钢吊篮替代脚手架施工。楼板浇筑施工是在楼板梁5上铺设楼层地板10，楼层地板可采用压型钢板，在压型钢板上浇筑钢筋混凝土构成。