¿Tecnologías clave para la construcción de edificios de gran altura?
¿Cómo implementar una construcción de gran altura?
El despliegue de la construcción incluye la secuencia de la construcción, las secciones de flujo, la selección de la grúa torre, el diseño del ascensor de la construcción, etc. En términos de secuencia de construcción, la torre debe disponerse primero, seguida por el podio. Bajo la premisa de espacio pequeño, para facilitar el diseño, el sótano del podio debe construirse utilizando el método de construcción inverso.
Para estructuras de marco de tubo o marco de corte con columnas rígidas de acero y losas de piso ordinarias coladas in situ, las losas de piso y los muros de corte se construyen capa por capa al mismo tiempo, por lo que pueden ser segmentado en su conjunto según la estructura de piso estándar. Para la estructura de corte de marco de piso compuesto con columnas de acero fuera del muro de corte del tubo central, la construcción de flujo debe organizarse primero en el orden del tubo central y luego en el marco exterior. El orden de cada subproyecto es: tubo central de acero rígido. columna - muro de corte de tubo central - Construcción de piso de viga y tubo exterior de columna de acero.
En la selección de grúas torre, el tamaño de la sección transversal y la disposición estructural de los componentes de acero son factores de control clave. Al elegir una grúa torre, primero determine los segmentos de los componentes y considere tres puntos para la segmentación de los componentes.
(1) El impacto del número de divisiones de componentes (es decir, el número de elevaciones) en el período de construcción o su coincidencia con otros tiempos de proceso.
(2) El costo de instalación de la estructura de acero aumenta debido a la cantidad de soldadura después de la segmentación.
(3) Restricciones de longitud de vehículos de transporte y restricciones de sitio. Una vez determinados estos problemas, se puede seleccionar inicialmente el modelo de grúa torre. Además, al levantar componentes extremadamente pesados a gran altura también se debe tener en cuenta la capacidad del cable de la grúa torre. La capacidad insuficiente del cable impide que la grúa torre trabaje a alta potencia, lo que afectará gravemente el peso de elevación.
En términos del diseño de los ascensores de construcción, hay muchas operaciones transversales en proyectos de gran altura. El cuerpo principal, la mampostería y la decoración se construirán al mismo tiempo, por lo que la demanda de. Los ascensores son grandes. Aunque no es necesario colocar los ascensores directamente en el tubo central hasta la superficie de trabajo del tubo central, si todos están dispuestos fuera del edificio, afectará el progreso de la construcción del muro cortina, por lo que es mejor colocarlos dentro y fuera del edificio. edificio, distinguiéndolos por zonas altas, zonas bajas o pisos altos. El ascensor debe estar arraigado desde el sótano, lo que puede solucionar el impacto de la altura del amortiguador del ascensor y facilitar la carga y descarga, pero los sótanos no sellados deben estar bien drenados.
Tecnología de construcción de sótanos y pozos de cimentación ultraprofundos
Método de construcción de desvío
El método Shun sigue el principio de profundidad primero y luego superficial, y el sótano adopta el fondo Construcción preliminar. Para todos los pasos de la construcción, la construcción de la superestructura no comenzará hasta que se complete la estructura del sótano.
La ventaja del método de construcción avanzada es que la tecnología de construcción es madura y simple, pero la desventaja es que el período de construcción es largo.
Método de construcción semi-inverso
El método de construcción semi-inverso es que el área de la torre principal se construye utilizando el método de construcción inverso y los podios circundantes se construyen utilizando el método de construcción inverso. Primero se completa la construcción del sótano del área de la torre y luego se lleva a cabo la construcción en la torre principal. Se utilizó el método de construcción inverso para construir el sótano circundante.
La ventaja del método semiinverso es que la construcción de la superestructura del edificio y la construcción de los cimientos subterráneos se llevan a cabo en operaciones paralelas y tridimensionales, lo que puede acortar efectivamente el período de construcción. La desventaja es que requiere una estructura de cerramiento de doble capa y el costo de construcción es alto.
Método de construcción inverso completo
El método de construcción inverso es que tanto el área de la torre principal como el área del podio adoptan el método de construcción inverso. Una vez completados el soporte del pozo de cimentación y los cimientos de pilotes, primero se comenzará la construcción del primer piso, luego se construirá el edificio principal hacia arriba y la estructura subterránea se construirá hacia abajo.
La ventaja del método semiinverso es que el período de construcción se acorta considerablemente. La desventaja es que la carga en la etapa inicial del edificio debe transmitirse a través de las columnas de la estructura de acero, y así es. Es difícil verter hormigón en nodos como vigas y columnas del sótano.
Los pozos de cimentación de gran altura son profundos y, a menudo, están ubicados en áreas prósperas. El soporte de los pozos de cimentación generalmente adopta muros de diafragma subterráneos y soportes (soportes internos o soportes de anillo + anclajes de pilas); ; hilera de pilotes + cable de anclaje y otras formas de soporte.
Algunos pozos de cimentación de gran altura ubicados en sótanos grandes adoptan un diseño de pozo en pozo, es decir, los pozos de cimentación grandes adoptan una forma de soporte y los pozos dentro de los pozos adoptan una forma de soporte. Por ejemplo, el gran foso de cimentación de la puerta transversal adopta la forma de soporte de anclaje de pilote, y el foso dentro del foso adopta la forma de soporte de anclaje de pilote.
Tecnología de construcción de cimientos de pilotes de gran diámetro y alta capacidad de carga
A medida que aumenta la altura del edificio, los requisitos para la capacidad de soporte de los cimientos de pilotes son cada vez mayores, y la longitud del pilote se hace cada vez más largo y la dificultad de construcción también aumenta (por ejemplo, el diámetro de la base del pilote de la torre de la puerta transversal es de 2,4 m, la capa de soporte es granito desgastado y el valor de diseño de la capacidad de carga de un solo pilote es de 65900 kN). ). El diámetro de los cimientos de pilotes de algunos proyectos de gran altura puede alcanzar los 4 m.
Los pilotes encajados en roca de gran diámetro generalmente se pueden perforar utilizando taladros rotativos, punzonadores y martillos DTH.
El punzonado tiene una gran adaptabilidad y puede adaptarse a una variedad de condiciones geológicas complejas, pero la velocidad de construcción es lenta cuando se encuentran rocas solitarias o rocas profundamente enterradas. La tecnología de voladura submarina (subterránea) se puede utilizar para volar cantos rodados y formaciones rocosas antes de perforar la construcción, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia del trabajo.
La excavación rotativa incrustada en roca requiere equipos especiales de alta potencia, y el martillo DTH requiere una construcción combinada de múltiples orificios, lo cual es difícil y costoso.
Las especificaciones y la cantidad de las jaulas de acero de los pilotes moldeados in situ de gran diámetro son mucho más largas que las de los pilotes moldeados in situ ordinarios, y la longitud de los pilotes. El uso de jaulas de acero con orificios para el acoplamiento requiere medidas especiales y tecnología de conexión de acero para la construcción.
Tecnología de construcción de bombeo ultraalto de hormigón de alta resistencia
Selección de maquinaria de vertido de hormigón: cada piso de un edificio de gran altura tiene un gran volumen de vertido de hormigón que generalmente se utiliza. dos bombas, dos tuberías y una bomba hasta la cima.
Cuando un grupo falla, el otro grupo puede continuar trabajando para evitar accidentes de calidad causados por interrupciones en el transporte.
Los edificios de gran altura con mayor altura generalmente cuentan con bombas y sistemas de tuberías adicionales.
La bomba de alta presión de gran altura está equipada con una tecnología especial de lavado de tuberías. El pistón de concreto, la placa de doble orificio, el anillo cortante y la tubería que utilizan esta tecnología especial tienen un buen rendimiento de sellado. Utilizando tecnología de lavado con agua, el hormigón se bombea directamente para lavarlo con agua y lograr la mayor tasa de bombeo posible. Lavar la tubería de entrega puede aprovechar al máximo el concreto en la tubería, reduciendo el desperdicio de concreto y la contaminación del medio ambiente de la construcción.
Tecnología de transporte vertical
Plataforma giratoria de múltiples grúas
La disposición de grúa torre de edificios de gran altura generalmente se une a la estructura principal del edificio en la forma de una grúa externa que sube al interior. La posición de la grúa torre es fija, el rango de elevación es limitado y el proceso de ascenso es complicado. Para satisfacer las necesidades de elevación, las unidades de construcción a menudo invierten en varias grúas torre grandes. La fijación y el ascenso requieren mucho tiempo, son laboriosos, requieren mucha inversión y son de baja eficiencia, lo que se ha convertido en un problema técnico clave que restringe la construcción de grúas de muy alta altura. levantar edificios.
Para superar este problema técnico se propuso una plataforma multigrúa. La plataforma consta de un sistema de elevación con gato, un sistema de accionamiento giratorio, un sistema de plataforma de armadura de acero y una grúa torre. La grúa torre se coloca sobre el sistema de plataforma giratoria. Puede moverse 360 grados hacia la izquierda y hacia la derecha confiando en el sistema de accionamiento de la plataforma giratoria, logrando una cobertura completa de 360 grados del rango de elevación de grúas torre de diferentes alturas. Se pueden seleccionar tamaños para una configuración razonable de acuerdo con los requisitos de elevación, aprovechando al máximo cada grúa torre y ahorrando entre un 30% y un 40% de costos. La plataforma que soporta el sistema autoelevable tiene la forma de un punto de apoyo ligeramente convexo. Apoyándose en esta plataforma se pueden izar múltiples grúas torre de forma integral, continua, rápida y segura, simplificando el proceso de fijación y ascenso de cada grúa torre, ahorrando alrededor del 20% del periodo de construcción de cada piso.
Elevación de armaduras
La torre de mantenimiento es un nuevo tipo de sistema de transporte vertical para la construcción de edificios de gran altura, incluidos los cimientos de la torre de mantenimiento y el cuerpo de la torre. El cuerpo de la torre se compone de múltiples secciones estándar conectadas en capas. El cuerpo de la torre está equipado con soportes de conexión adjuntos para conectarse con la estructura horizontal del edificio.
La torre de canal de acero utilizada en el proyecto está diseñada como una estructura de acero prefabricada y sus componentes son principalmente vigas en I, canales de acero y ángulos de acero, lo que favorece la producción industrial. Además de los cambios de sección transversal y las diferencias de altura de algunas columnas, las secciones estándar adoptan operaciones de prefabricación en fábrica, preensamblaje en el sitio y operaciones generales de línea de ensamblaje de elevación, que son eficientes y convenientes para su posterior desmantelamiento. La "torre de paso" cumple con la nueva tendencia de desarrollo de "ligereza, centralización e industrialización" de los sistemas de soporte de ascensores de construcción, realizando el transporte vertical de personas, máquinas y objetos desde la distribución descentralizada en el pasado al control centralizado, lo que facilita la dinámica. análisis e implementación, y contabiliza menos terreno, ahorrando recursos limitados del sitio.
Se entiende que la eficiencia de los edificios de gran altura por encima de los 500 m se reduce en aproximadamente un 40% (es decir, a medida que la altura de los rascacielos aumenta y se ve afectada por la altura, el clima y la capacidad de transporte, la La eficiencia de la construcción disminuirá) en aproximadamente un 40%. Las torres de acceso pueden reducir la eficiencia a menos del 10%.
Tecnología de construcción de estructuras de acero de gran altura
Las estructuras de acero de gran altura tienen muchas dificultades, como gran altura de instalación, peso pesado de los componentes, superficie de operación estrecha y muchos componentes inclinados y colgantes. y secuencia de instalación compleja. Todas las estructuras de acero de gran altura se izan mediante grúas torre. El diseño y la selección de las grúas torre dependen completamente del plan de instalación de la estructura de acero. La tecnología de instalación de estructuras de acero de gran altura, la tecnología de construcción de estructuras espaciales, la tecnología de instalación de grandes voladizos y la tecnología de soldadura de múltiples ángulos y en todas las posiciones de estructuras de acero de formas especiales son sus tecnologías clave.
Dado que el núcleo de hormigón y la estructura de acero de los edificios de gran altura se construyen en niveles escalonados, la contracción de las estructuras de hormigón y acero es diferente, en cada etapa de construcción y después de su finalización. , las columnas gigantes del marco exterior de la estructura Hay una diferencia vertical entre el tubo central y el tubo central, y hay tensiones adicionales causadas por esta diferencia en los miembros horizontales (vigas de conexión rígidas, armaduras de estabilizadores, etc. entre los tubos interiores y exteriores y las losas del piso). ) debe corregirse en función de los resultados de la simulación y se deben tomar las medidas constructivas correspondientes para solucionarlo.
Tecnología Bim
Problemas interdisciplinarios
Utilice el software Tekla Structure para realizar comprobaciones de colisiones en el modelo de diseño detallado y detectar colisiones de nodos estructurales, orificios de tuberías reservados y otros Condición de la información. Después de que se detecta una colisión, se realizan ajustes razonables mediante la comunicación con el diseño estructural y la optimización secundaria.
Esta aplicación permite mostrar intuitivamente problemas que no pueden reflejarse en los complejos dibujos bidimensionales originales en imágenes tridimensionales, lo que facilita la coordinación de todas las partes, supera los obstáculos para el intercambio de información, evita el retrabajo, y mejora la eficiencia de la construcción. Al mismo tiempo, proporciona una buena superficie de trabajo para todas las partes.
Problemas de gestión de materiales
La plataforma BIM de estructura de acero puede utilizar la tecnología de identificación por radiofrecuencia del Internet de las cosas para actualizar la ubicación exacta de los materiales del proyecto en tiempo real, optimizar el diseño y Secuencia de selección y reducción directa del 30% de la cantidad anterior de trabajo de búsqueda de material.
El proceso de composición tipográfica es un vínculo indispensable para utilizar racionalmente los materiales y mejorar la eficiencia de la producción. La plataforma BIM de estructura de acero puede dividir automáticamente las secciones y utilizarlas directamente para el anidamiento del software de diseño. Al mismo tiempo, se aumenta la tasa de rotación del material y se realiza la mezcla y descarga automática, de modo que la pérdida de material de las placas convencionales se controla en aproximadamente un 4%.
Problemas complejos de nodos de acero
Después de aplicar el modelo BIM, todos los participantes pueden obtener intuitivamente la información correspondiente en el modelo y coordinarse para actualizar el modelo. Por ejemplo, en el modelo BIM, el personal de proyecto y de detalles encontró que había muchos soportes en los nodos de las armaduras de los estabilizadores y que el espacio para soldar era limitado. Si se adopta la forma de soldadura completa dada en el diseño, el proceso será extremadamente difícil y será difícil garantizar la calidad de la soldadura. Después de comunicarse con el instituto de diseño, los nodos se optimizaron para convertirlos en nodos de acero forjado, lo que no solo redujo la dificultad del proceso sino que también facilitó el control de la calidad.
Problemas de control de riesgos de progreso
La plataforma BIM de estructura de acero puede rastrear el procesamiento, transporte e instalación de componentes, dividir la codificación a través de procesos y utilizar escáneres para recopilar información de datos para realizar el Gestión del proceso completo de vida de la construcción.
A través de la aplicación visual de todo el proceso de construcción, la información de cada etapa (diseño en profundidad, adquisición de materiales, procesamiento y fabricación, instalación de componentes) se puede sincronizar con la plataforma de gestión BIM y la información de estado. de cada etapa del proyecto se puede conocer en tiempo real. Por ejemplo, se utiliza una pistola de escáner para recopilar la información de los componentes del proceso correspondiente, que se envía automáticamente al modelo BIM y se refleja en diferentes colores proporcionados de antemano.
Tecnología de construcción de encofrados
El encofrado de elevación con control inteligente de punto de apoyo ligeramente convexo (en lo sucesivo, "encofrado de techo convexo") es la tercera generación de encofrado de elevación para edificios de gran altura. Tiene tres características principales: alta capacidad de carga, gran adaptabilidad y control integral inteligente. Ha mejorado significativamente el nivel de mecanización, inteligencia y construcción ecológica de los edificios de gran altura, y ha mejorado enormemente la seguridad de los edificios de gran altura. , especialmente aquellos de casi 1.000 metros de altura sexo y eficiencia.
Ventajas
En comparación con el encofrado tradicional para edificios de gran altura, el encofrado de techo convexo proporciona un medio importante para la integración y el monitoreo inteligente de equipos de construcción de edificios de gran altura. permitiendo el acceso directo a la plataforma mediante elevadores de obra, plataforma de descarga, distribuidor de concreto, instalaciones temporales de construcción y patio de almacenamiento de materiales, integración con encofrado. Sobre esta base, después de casi dos años de investigación y pruebas, en los proyectos Green Center y Beijing Huazun, por primera vez en el mundo, el encofrado superior fue equipado con una gran grúa torre, integrando dos equipos de construcción a gran escala para el construcción de edificios de gran altura, logrando La instalación y el ascenso integrados de grúas torre y encofrados mejoran significativamente la eficiencia de la construcción de edificios de gran altura.
Integración de grúa torre de construcción y encofrado
(1) La grúa torre se fija directamente sobre la cercha de "encofrado de techo convexo" de forma autoportante, y la sección estándar de la grúa torre se suelda al encofrado a través del pedestal. El proyecto Wuhan Green Center pronto utilizará este método para fijar tres grúas torre (1 grúa torre ZSL380, 2 grúas torre ZSL60) en el encofrado superior, y se ha instalado una de las grúas torre ZSL380.
(2) La grúa torre se apoya en los puntos de apoyo de los cuatro "moldes superiores convexos" circundantes a modo de "levantar una silla de manos". El estado de la grúa torre es similar al de la grúa torre trepadora interior. Los tres marcos de fijación se utilizan para transmitir la carga de la grúa torre. El segundo marco de fijación se apoya directamente en el sistema de soporte del "encofrado superior convexo" para transmitir la carga vertical que soporta la grúa torre y hacer que la grúa torre se mueva. hacia arriba cuando se levanta el encofrado superior. Se han instalado dos grúas torre M900D utilizando este método en el proyecto Zhongzun de Beijing.
A través de la instalación y el ascenso integrados de la grúa torre y el encofrado, los factores clave que restringen la construcción de edificios de gran altura, como la interacción entre el ascenso de la grúa torre y el elevación del encofrado, el largo tiempo de ascenso , y se solucionan grandes inversiones en medidas de escalada. Tomando como ejemplo las dos grúas torre M900D traídas al proyecto Zhongzun de Beijing, en comparación con el método de instalación de grúa torre convencional, puede reducir la autoescalada de la grúa torre 28 veces, ahorrando aproximadamente 56 días de período de construcción afectado por la escalada de la grúa torre. y reducir el número de piezas integradas en grúas torre en 400t.
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