中冶（上海）钢结构科技有限公司 上海 200000
摘要：广州地区新建厂房为多层钢框架结构，跨度与安装高度较大。施工采用“工厂加工预制，现场组对，同步吊装，同步焊接”的施工技术。通过仿真模拟对整个安装施工过程进行分析，验证了吊装过程的安全性，为结构的安全施工提供理论依据及技术支持。
关键词：多层钢框架结构；现场组对；同步吊装；仿真分析
前言
随着现代工业化的迅速发展，钢结构因具有强度高，自重轻，抗震性能好，利用建筑空间大，施工周期短，建造速度快等优点，在工业领域等到极大推广与应用。超高、大跨度、大柱距、大吨位重型钢框架工业厂房应运而生。钢框架结构也因其绿色环保、安装速度快的特点逐渐成为大型工业厂房的主要结构形式之一。
多层钢框架结构安装多采用工厂加工，现场组对安装。对于超高超长构件则采用分段预制，现场拼接的方式。目前国内外超高超大跨度多层钢框架厂房，一般采用采用“工厂预制，现场对接，同步吊装，同步焊接”技术。
1 工程概况
以广州某项目为例，地上9层，其中主结构6层，子结构3层，主结构形式为劲性柱+钢框架梁+钢筋桁架楼承板体系，建筑总面积约407411m2。
图1 三维效果图
图2 三维模型
钢结构总重量约为26000t，主要材质为Q345B、Q390B与Q420B。钢结构平面为一矩形，钢结构框架主要位于洁净区（C/R Zone），最大跨度为21米，总建筑高度约80.40m；钢结构形式主要为H型钢柱与H型钢梁形成的钢框架，为结构主要受力体体系，节点采用扭剪型高强螺栓连接。结构体系跨度较大，节点多，提升高度较大。建筑效果图见图1，三维模型图见图2。
2 工程主要特点及技术措施
2.1工程特点
该工程空间定位难度大，钢结构节点连接工艺要求高，且高空连结难度大。主要体现为以下特点：
（1）梁、柱拼接节点螺栓数量多，高强螺栓数量高达672颗，且螺栓安装精度高；
图3 梁节点详图
（2）该多层钢框架厂房顶层高度为 80.4m，因此结构安装施工安全难度增大；
（3）该多层钢框架厂房高度大，分段多，上部框架安装精度受底部框架安装精度和顺序影响大，制定部钢框架科学的安装方法、合理的安装顺序及保证其安装精度成为关键；
（4）梁、柱拼接形成框架后，会有较大内应力，影响结构安全性。
2.2技术措施
结合本工程特点及实际情况进行多方案比选，为保证整体结构高度、对接精度及安全就位，提高施工吊装效率、结构构安全性及施工过程受力系统稳定，采取一下措施：
（1）在工厂预先整体制作H型柱，并按楼层高度及层数分段；
（2）现场进行钢柱吊装、钢框架的整体组对；
（3）为减小钢框架结构内应力，采用有限元软件对施工过程模拟验算控制位移及应力比等关键技术点进行研究。
此种方法可以保证钢结构安装精度，达到各类钢构件吊装的紧密交叉，并能保证土建与钢结构同时施工，从而对缩短施工工期，加快进度，降低成本节约施工周期，利于现场施工组织。
3 钢结构施工
3.1施工步骤
采用“工厂预制，现场对接，同步吊装，同步焊接””的方法对多层钢框架进行施工时，限于篇幅，以下仅对主要施工步骤进行阐述：
1）基础预埋短柱安装；
2）上部钢结构与预埋短柱对口焊接；
3）梁、柱接头调整固定，先栓后焊，形成稳定的框架结构；
4）上部主次梁吊装，形成钢框架标准层。
5）钢框架标准层形成后，根据整体结构特性及安装顺序，框架单元向西南两侧扩展，即形成角部延伸趋势。
3.4施工质量要点
钢框架柱安装质量控制的关键是底部钢柱与上部钢柱对接以及框架梁拼接节点的精度大小。
（1）为保证整体框架柱的施工质量，首先保证底部第一节框架柱的安装精度，进而实现底部第一层框架螺栓连接精度及施工质量；
（2）底部第一节框架柱安装形成框架及安装精度控制完成后，进行上部框架柱安装，由于本工程层数多且标高较大，上部钢柱安装精度的控制室保证施工质量的又一关键步骤；
（3）无论底部第一节框架柱安装还是进行上部框架柱安装，框架梁的拼接节点都是质量控制的重点，高强螺栓的施工质量是框架梁的拼接节点施工质量的基础。 框架梁的拼接节点连接精度的大小直接影响整个结构体系施工质量的高低。
5 结语
本文对广州某项目钢结构工程中多层钢框架施工过程进行了介绍，着重介绍了钢结构的现场吊装，整体组对、有限元仿真分析技术。并通过仿真模拟对整个施工过程进行分析，为安全施工提供理论依据及技术支持，验证了吊装过程的安全性，本工程已进行施工，将会取得良好的经济和社会效益。
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论文作者:刘建
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
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