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喜来登酒店钢结构施工关键技术分析

宝钢装配式绿色建筑产业园区2018-02-12 15:10:51


被戏称为“马桶盖”的湖州喜来登酒店获得2014年建筑“奥斯卡”安波利斯摩天楼奖第三名,该项目是入选名单上最低的建筑,被评委会认为设计得非常大胆。该建筑由马岩松主创设计,结构设计为上海现代建筑设计(集团)有限公司,钢结构部分由精工钢构集团完成。该项目于2008月5月18日开工,2012年9月28日落成。总投资约为15亿元。

1   工程概况

    湖州喜来登温泉度假酒店(Sheraton Huzhou Hot Spring Resort),位于似海非海的中国太湖南岸。该项目高101.2m、宽116m,地上23层,地下2层,总建筑面积6.5万m2,主要用途为酒店,集生态观光、休闲度假、高端会议、经典购物等为一体。

    这座国内首家水上白金七星级酒店,是中国湖州“世界第九湾”的标志性建筑。其耳目一新的指环形外观,可谓国际首创、中国唯一。2010年2月经国家知识产权局的批准,该酒店获外观设计国家专利证书。

湖州喜来登温泉度假酒店整体效果图

主体吊装照片

2   结构体系

    湖州喜来登温泉度假酒店钢结构工程由主楼钢框架结构、20层以上钢桁架连廊结构及裙房大堂钢屋盖结构组成。其中工程的主楼部分20层以下为A、B双塔楼形式,20层以上用连廊连成为一个整体,整个工程成环形渐进过渡形式,结构受力体系复杂。

    工程主楼钢框架为地下2层、地上22层和屋面构架结构,跨度在9m以内,钢桁架结构最大跨度48m;底层结构标高-10.450m,屋面结构标高91.250m;裙房钢屋盖结构平均跨度达35m,最大跨度50m,采用钢梁密肋楼盖形式。

湖州喜来登温泉度假酒店钢结构整体三维图

主楼20层以下标准层平面图

主楼20层以上标准层平面图主楼20层以上标准层平面图立面分区图

平面分区A、B塔楼

3   钢结构构件连接形式及受力情况

3.1钢构件统计

(1)钢梁

(2)钢柱

(3)钢支撑

3.2构件连接形式

    本工程共22层,总高度91.250m,标准层高度为4.0m,整个结构主要由径向框架、环向框架、桁架、现浇混凝土楼面和混凝土梁、屋盖网壳等组成,并形成了一个很好的空间的受力体系。结构框架梁柱采用刚接连接形式,主次梁连接主要采用铰接连接形式,外围钢梁则采用刚接连接形式。

17层A1/A12钢管柱与楼层钢梁连接(左图)

17层A2/A13交点处钢管柱与楼层钢梁连接(右图)

19层GHJ01上弦与SL07连接(左图)

三柱合并后钢管柱与楼层钢梁连接(右图)

楼层次梁与主梁铰接连接(左图)

A1/T4交点处(右图)

21层TD/T6交点处梁柱连接(左图)

15层GHJ01下弦与SL07、SZC01连接(右图)


20层GHJ01弦杆交接处与SL07连接(左图)

20层GHJ01下弦与SL07连接(右图)

                                                             典型柱与混凝土连接节点

                                                                 典型柱梁节点

                                                               典型铸钢件节点

(2)中部连廊部分为梁上立柱,荷载较大,虽采用桁架作为主要的受力构件,但对其挠度的控制仍然是该工程的一个制约因素。同时,连廊部分在进行吊装施工时,对其分段结构稳定性的控制也是工程施工中的一个难点。

4   技术难点

4.1  安装精度控制

    该工程结构外框钢结构呈弧线构造及连廊结构采取分段吊装、高空组装的方式,对安装精度的控制极高,主要采用以下措施加以解决:

(1)钢柱的定位控制主要从地面基础轴线开始,在每节钢柱安装时,始终以地面基础轴线为控制基准,绝不能采取下节钢柱来控制上节柱,避免累积误差。

(2)弧形钢柱的校正测量:先使弧形钢柱底部的轴线位置和前一节钢柱的顶部轴线重合,同时测量高程;然后校正弧形钢柱顶部,通过校正弧形钢柱顶部与轴线的两个交点的三维坐标,从而达到把弧形钢柱校正到正确位置。

                                                      钢柱安装后及时进行临时固定

                                                             钢梁连接件核心筒预埋

(3)桁架的地面拼装测量利用全站仪在胎架设置点精确测定胎架位置,做出十字线。胎架搭设完毕后,用水准仪校正胎架上部调节构件顶面高度,确保同一水平构件下部所有胎架顶平;并用水准仪确定特征点胎架的标高,根据理论数据对胎架进行调整,使误差在微调范围内。

                                                                 桁架处吊柱安装

                                                            桁架处劲性柱安装

桁架处铸钢件吊装

4.2 焊接方案

    本工程焊接总体原则:分区进行、每步归零;单杆双焊、双杆单焊;先栓后焊、对称施工。

    (1)分区进行、每步归零。

    即吊装以每一框架刚度单元轴线位置为基本区域,在圆管柱就位后,开始吊装相应楼层梁,最后桁架分段吊装就位后仅用临时连接耳板固定或点焊,再次复核桁架轴线及标高,并校正偏差,然后进行桁架的完全焊接。

    每个区域完成全部焊接后,再吊装其区域的次结构。在这个过程中,把次结构构件的制造及安装带来的误差进行归零,即每步归零,不使误差累计。

    吊装次桁架并采用连接耳板临时固定后,开始焊接主桁架。主桁架焊接顺序从一侧开始向另一侧推进。这样的焊接方式可以用次桁架作为主桁架的拘束度,以减小主桁架焊接变形;同时,避免了“双杆单焊”可能造成的热裂纹。

                                                                       首节柱吊装

                                                                  钢梁采用串吊施工

                                                                       首层梁吊装

                                                             屋面弧形梁安装后照片

                                                                           主体吊装

最后一件屋面弧形梁顺利吊装暨钢结构顺利合拢

(2)单杆双焊、双杆单焊。

    单杆双焊即连接于同一构件的两边对称焊缝,采用两人对称焊,要求保证焊接速度一致,焊接电流、电压参数一致。双杆单焊即一根两端均有较大拘束度的杆件,先焊接一端,待焊缝温度冷却至常温方可进行另一端的焊接。

(3)先栓后焊、对称施工。

    工程中栓焊连接节点,先将高强螺栓初拧30%,之后进行焊接,焊接结束,待焊缝冷却之后,再对高强螺栓进行终拧。对于类似桁架圆管对接的焊缝,应尽可能采取对称施工的方式,以减小焊接变形。


                                                               钢柱焊接

    湖州喜来登温泉度假酒店工程以其指环形的造型作为南太湖沿岸的标志性工程,而连廊钢结构部分更是其画龙点睛之笔,更是钢结构工程的安装难点之所在。精工钢构集团在施工过程中,严格控制进场材料的质量、合理选择和配备施工机械,坚持质量检查与验收制度;并通过节点的优化设计、加工制作等工艺,合理选用利用钢材,节约工程造价约100万元,占总造价的2.5%。


                                                              每个钢柱设置临时钢爬梯

                                                          设置水平挑网

                                                         每层设置生命线和水平安全网

                                                                         工程完工照片
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