盐城广播电视塔双钢板组合剪力墙结构技术.docx

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盐城广播电视塔双钢板组合剪力墙结构技术

盐城广播电视塔双钢板组合剪力墙结构技术

工程档案——盐城广播电视塔

  盐城广播电视塔主塔地下2层，地上总高度195m，其中标高114.45m为观光层，标高145m上部为天线。

主塔平面呈八角形，边长3438mm。

主塔采用双钢板组合剪力墙结构，为国内首例钢板组合剪力墙筒体结构。

抗震设防烈度为7度，结构设计使用年限50年。

创新技术——双钢板组合剪力墙结构

  钢板剪力墙结构可提高结构承载能力，有效降低结构自重，作为一种新型抗侧力体系能充分利用钢板的拉力场效应，具有弹性初始刚度大、位移延性系数大、变形能力大和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等优点，而且施工进度快、效率高，利于装配化、构件化。

虽然双钢板组合剪力墙结构体系在我国的研究与应用尚处于起步阶段，但具有广阔的发展前景。

盐城广播电视塔坐落于盐城市城南新区跃马路聚亨路，总建筑面积37735m2，由基座、塔身、观光休闲区和广播天线四部分组成。

基座3层，高22.75m，塔身高102m，由呈盐晶体造型的体块错落叠加而成。

盐城广播电视塔主塔地下2层，地上总高度195m，其中标高114.45m为观光层，标高145m上部为天线（见图1）。

主塔平面呈八角形，边长3438mm（见图2）。

图1 盐城广播电视塔立面

图2 主塔标准层平面

主塔采用双钢板组合剪力墙结构，主塔筒壁厚度为300mm，筒壁内外侧钢板通过栓钉、连接钢筋及加劲板与筒壁内后浇筑混凝土形成整体结构，钢板材质为Q345B。

主塔不同标高混凝土强度等级C30～C50不等，结构抗震设防烈度为7度，设计使用年限50年。

主塔施工难点

安装精度高，变形因素多。

本工程结构形式特殊，安装精度高于一般高层建筑和塔桅结构，结构安装质量控制难度大。

除测量、焊接等影响安装精度的因素外，结构高度变化，因季节温差、昼夜温差、日照引起的结构温差，混凝土的收缩与徐变等因素也加大了施工阶段结构的变形控制。

高空焊接量大。

主塔每节筒体由8块单元钢板组成，每块单元钢板的内外侧水平及垂直焊缝均为全熔透焊缝，高空焊接量大。

钢板剪力墙结构技术要点

施工总体思路。

将筒体平面分割成8个吊装单元，每单元高5400m，筒体结构自下而上、内外同时施工。

在筒体内、外侧分别安装工具式操作平台，其中外平台在地面与单元筒体钢板拼装后整体吊装，内、外平台逐层周转使用，如图3所示。

施工工艺流程如图4所示。

图3 筒体安装示意

图4 主塔筒体施工工艺流程

施工操作要点。

1）构件加工。

根据结构受力特点并满足施工操作要求，将主塔筒体钢板平面分割成8个单元，每个单元由5块钢板、4块加劲板和若干栓钉、连接钢筋组成。

每个单元钢板高度5400mm，主塔筒体单元钢板分割如图5所示。

图5 主塔筒体单元钢板分割

2）筒体安装及校正。

单元钢板就位前根据标高控制线在标高误差处设置1～2mm不同厚度的垫铁，使单元钢板安装满足标高要求。

单元钢板吊至其就位位置上方200mm时使其稳定，对准就位位置后缓慢下落，下落过程中避免磕碰。

构件基本就位后，利用可调式钢管斜支撑（简称“斜支撑”）将单元钢板与内平台钢梁临时固定，确保单元钢板稳定后摘除吊钩。

单元钢板就位后立即安装斜支撑，每单元钢板用不少于2根斜支撑进行固定，斜支撑安装在单元钢板的内侧面（见图6），其与楼面的水平夹角不应小于60°。

通过调节斜支撑活动杆件调整单元钢板的垂直度，并用2m长靠尺对单元钢板垂直度进行校正，确保单元钢板垂直度满足质量要求。

每3个单元吊装高度用经纬仪进行垂直度校正。

单元钢板吊装后在各单元钢板水平和竖向接缝处设置安装节点板，安装节点板间距不大于500mm，节点板与各单元钢板采用焊接连接，将两侧单元钢板临时固定成整体，安装节点板在此层水平和垂直焊缝焊接完成后割除，节点板构造及安装如图7所示。

图6 斜支撑安装

图7 节点板安装

3）筒体钢板焊接及检测。

筒体经校正后可进行焊接作业，采用CO2气体保护焊，施焊前应进行焊接工艺评定，并根据焊机性能确定合适焊接参数。

焊接过程中应控制焊接收缩量、降低焊接残余应力，焊缝如图8所示。

焊接顺序为先焊竖向缝，后水平缝，先筒内焊缝，后筒外缝。

图8 焊缝示意

钢板剪力墙结构有着优越的性能，可提高结构承载能力，有效降低结构自重，最高可承受30.5m/s的风压和相当于2500年一遇的地震烈度。

大量理论及相关试验研究表明，作为一种新型抗侧力体系，钢板剪力墙结构能充分利用钢板的拉力场效应，具有弹性初始刚度大、位移延性系数大、变形能力大和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等优点。

使用钢板剪力墙可加快施工进度、效率高，大部分结构构件可组装完成，利于装配化、构件化。

然而到目前为止,全球范围内采用双钢板组合剪力墙结构作为抗侧力结构的建筑仅数十幢,主要分布在北美、日本等高烈度地震区。

国内除北京国贸大厦三期采用组合钢板剪力墙加强底部核心筒及天津津塔局部采用该结构体系外，尚没有其他建筑工程及构筑物的整体结构采用钢板剪力墙结构体系，该结构体系在我国的研究与应用均处于起步阶段。

文/南通建筑工程总承包有限公司 张 军