绿地普利中心钢结构施工组织设计

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一、 综合说明

1.1 工程概况

济南绿地普利中心工程位于济南市中心西侧，北邻历史老街普利街，南临共青团路，西临顺河路高架，规划总用地面积约3.33万平方米，建筑总高292米，规划总建筑面积约20万平方米，其中地面建筑面积约15万平方米，地下建筑面积约5万平方米。主楼地下3层，地上60层，31层以下为高档商务办公，31层以上为高级商务公寓，屋顶设置花冠式建筑造型，裙楼为高档商业及餐饮，并与东侧1万平方米的城市花园相成一体。绿地普利中心将济南历史与文化、现代科技与艺术及绿色节能与低碳理念结合在一起，建成后将成为济南市第一高楼，并将成为这座古老城市的新的城市地标。

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主楼主体结构平面为三角形布局，地下3层，地上60

层，主体高度为249.7m。主体上部有一钢结构花冠造型，

建筑总高度为292.6m。结构形式采用混凝土----钢框架结

构体系。混凝土核心筒位于建筑物中心部位，外围钢框架

采用钢管混凝土柱和焊接工字型钢框架梁。在结构平面的

三个角部，外围钢框架体系和内部混凝土核心筒采用焊接

工字型钢框架梁连接，共同形成抗侧力体系。为增加筒体

延性，在核心筒与框架梁连接部位的混凝土墙体边缘构件

内增设焊接工字型钢柱，提高结构安全性。楼面体系采用

压型钢板与混凝土组合楼板。另在建筑物31~32层设置加

强层，加强层位置是在外围钢框架平面内增设腰桁架，以

提高结构整体的抗侧刚度，减小结构在水平作用下的侧

移。

结构整体模型如图所示，外围框架钢管混凝土柱的外

径随着高度的升高而变化，其钢管壁的厚度也随之高度而

变化。

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屋顶花冠造型与建筑平面相适应，体型大致为三棱锥型。三棱锥型的三个侧面由10道由下而上分布的相互平行的抛物线形飘带构成。飘带采用100X900矩形截面钢管。另外，有5道水平钢管桁架，分布在三棱锥体的不同高度上，将三个面的飘带连成一体，构成一个稳定的结构造型。

1.2 用钢量分布

本工程含节点总用钢量为13000余吨，材质为Q345B，具体分布如下：

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济南绿地普利中心

钢结构工程施工组织设计

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

区域 主梁 次梁 框架柱 桁架 核心筒内梁 核心筒埋件 核心筒

钢骨柱 屋面支座 屋面结构 屋面飘带 屋面飘带桁架 楼面隅撑 中心通廊 地脚锚栓

构件类型 BH 梁 H梁 钢管柱 上、下弦，斜腹杆 板制 H 型钢柱 钢板 板制 H 型钢梁 钢板 钢板 矩形管 钢管、矩形管 角钢 H 型钢 圆钢

工程量 2260.8t 2636.6t 4627.8t 339.9t 2124.7t 62t 552 72t 182.8t 572.5t 106.7t 46.3t 67.8t 64t

上海市机械施工有限公司

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1.3 典型节点

钢梁与钢管柱连接节点

钢梁与劲性柱连接节点形式

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钢梁与核心筒剪力墙连接节点图

1.4 相关单位

业 主：上海绿地集团山东置业有限公司

设 计：华东建筑设计研究院有限公司

监 理: 上海建科建设监理咨询有限公司

总 包：上海建工集团股份有限公司

土建主承包：上海第四建筑有限公司

钢结构安装单位：上海市机械施工有限公司

钢结构深化加工制作单位：上海绿地建筑钢结构有限公司

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1.5 工程重点和难点

1.5.1 工程重点

1、桁架层施工：环带桁架所属的设备层施工是本工程的重点，安装精度的高低、施工质量的好坏关系重大，而且设备层的施工涉及各专业、各工种的协调，是工程的一个重点。

2、屋顶飘带施工：屋顶飘带造型独特，结构复杂，安装精度高，占用工期较大，是本工程的另一大重点。

1.5.2 工程施工难点和关键点

（1）工期紧，钢结构工作量大

本工程中，为了确保总工期的顺利实现，钢结构施工的工期安排为18个月，钢结构总吨位约13000吨，结构高度达292m，涉及60个楼层，结构数量多，又包括一道桁架层。

（2）现场场地狭小，多专业同时施工

由于本工程地处闹市中心，场地狭小，紧邻高架路和商业街。结合工程总体布置和土建施工的交叉配合协调，现场可供钢构件堆场的场地非常有限，钢构件堆场必须与土建施工紧密协调，统筹安排，最大限度利用平面和立体空间，施工期间还必须考虑主楼南侧人防通道的施工，对钢结构施工的配套管理提出非常高的要求。

（3）桁架层施工精度要求高

本工程中桁架层为环带桁架，结构体量大，桁架的各节段梁都为高强螺栓连接，施工精度高。其安装精度的高低与施工质量的好坏关系重大，而且桁架层的施工涉及各专业、各工种的协调。

（4）屋顶飘带高、重量大

本工程的屋顶飘带高达42m，总重达950t，无论采用何种方法均有一定的难度。

（5）制作难度大

由于是超高层钢结构，厚板的焊接工艺是制作的难点，保证构件的外形尺寸，减少焊接变形，确保制作质量是必须面对的难题。

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1.6工程目标

（1）安全目标

无重大人员伤亡事故和火灾事故。

遵章守纪，杜绝违章施工，轻伤事故频率控制在0.8‰以下。

（2）质量目标

按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）和相关验收标准等相关标准规范一次验收合格。

（3）工期目标

从2011年7月至2012年11月完成全部钢结构吊装。

（4）文明施工目标

达到济南市建筑工程施工现场标准化管理规定组织施工的要求。

二、编制依据

1、济南绿地普利中心项目工程施工合同、协议书；

2、本工程钢结构施工的设计图纸和设计技术要求；

3、施工规范及标准：

（1）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；

（2）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；

（3）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；

（4）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》（GB/T11345-89）；

（5）《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）。

三、施工总体部署

本工程地下-14.2m，地上249.7m。北侧与已有建筑联通大厦相邻，综合考虑构件重量和施工工期，选择2台STT293（300t²m）塔吊外附布置于钢管柱外侧，作为钢结构安装的主要机械，配备1台120t汽车吊进行塔吊的安装与拆除，再配备一台50t汽车吊进行构件卸车及驳运。使用该外附塔吊既可减少桁架分段、提高工效，同时兼顾安全性。钢结构堆场的布置根据现场施工操作面的转移而进行调整。

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3.1钢结构安装施工技术路线

根据本超高层建筑结构的特点和外围周边环境情况，本工程采取STT293外附塔吊覆盖所有大型钢构件、局部小型构件卷扬机等综合协调安装的技术路线。即以布置于主结构外侧的STT293塔吊满足主要钢构件的流水搭接施工，部分小型构件利用神仙葫芦、卷扬机等工具协调安装的方法进行施工。

（1）钢结构框架施工

钢结构框架是指外围框架钢管柱、主梁、次梁等结构，标准楼层的层高为

4.2m和3.6m，钢框架安装属于常规钢结构安装，两台STT293塔吊直接安装，各自负责整个楼层平面二分之一的所属区域内结构的安装。核心筒内模板投影范围内的局部小型钢构件和局部埋件可采用卷扬机、电动葫芦和神仙葫芦等施工机具进行施工。

（2）环形桁架施工

环形桁架位于F31~F32结构层，根据吊机起重性能将环带桁架的上下弦杆与斜腹杆断开分别吊装，由目前设计图纸反映环带桁架采用高强螺栓的连接方式，这无疑对现场环带桁架安装提出了更高的精度要求。为保证分段桁架高空顺利设计连接，环带桁架工厂内必须进行整体预拼装，分段安装时充分考虑施工变形因素。

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分段后的上下弦杆的长度控制在塔吊的起重性能范围之内，为减少高空的拼装工作，其中部分分段弦杆可采用两台STT293塔吊双机抬吊安装到位的。

安装过程中弦杆依靠周边柱作为临时支撑待其形成整体后，按照设计采用高强螺栓连接后再拆除环带桁架与其下周边柱的临时连接。

（3）屋顶飘带施工

屋顶飘带钢结构位于249.7米至292.6米间，待详细施工图出图后，编制屋顶安装专项方案。

屋顶飘带天线指屋顶三棱锥钢结构，飘带采用100X900矩形截面钢管，有5道水平钢管桁架，分布在三棱锥体的不同高度上，将三个面的飘带连成一体，构成一个稳定的结构造型。考虑到屋顶飘带结构绝对标高，且超出其侧向的砼核心筒顶标高42米，采用STT293塔吊附墙附在结构最高层后继续爬升，直接吊装的安装方法，此方法不必对飘带本身做过多的结构加固，只要塔吊的有效高度高于飘带顶标高即可。

屋顶飘带钢结构底部落在主体结构的60层上，整个屋顶的高度为42m，飘带顶绝对标高为+292m，若采用土法施工难度相当大，这样的高度还必须充分考虑风荷载的影响。

3.2.钢结构安装流程

本工程由于施工现场场地十分狭小，钢结构安装采取随吊随运，现场备用两天的构件余量，提前提出供货清单。标准节框架安装采用节间综合安装法即先选择一个节间作为标准间，安装相邻18根钢柱后立即安装框架主梁、次梁等，由下而上逐间构成空间标准间，并进行校正和固定。然后以此标准间为依靠，按规定方向进行安装，逐步扩大框架，每立2根钢柱，就安装1个节间，直至整节框架楼层施工完成。

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四、施工机械设备选用和材料进出场计划

4.1.施工机械设备的布置及性能

根据结构特点、塔吊机械性能、吊装半径及构件分段重量，充分考虑施工成本和设备，选用2台300t²m级的STT293外附塔吊作为主要钢结构施工安装机械。塔吊原则上以四个标准层为一次爬升高度（约16.8m），局部特殊层另行局部调整，西侧STT293塔吊爬升13次，南侧STT293塔吊爬升12次。钢结构堆场处布置2台50t汽车吊作为辅助机械进行卸车等工作。

（1）塔吊的布置位置

根据本工程结构特点，ST293外附塔吊分别布置于TA4和TA5轴及TB4和TB5轴之间。STT293塔吊布置须充分考虑：

☆ 满足外附条件；

☆ 与土建配合协调；

☆ 钢结构吊装覆盖面；

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（2）塔吊基础的布置

本工程两部STT293塔吊基础均采用标准基础，塔机基础尺寸为6.5m³6.5m³2.0m，对应的地基承载力不小于0.21MP。砼根据大底板等级由原标准C30加强至C40，基础的配筋如下图：

（3）塔吊施工工况

STT293外附塔吊约每隔四层爬升一次，主楼基本层高4.2m，因而上下两道支承基本间距为15m~18m，局部可根据塔吊的使用手册进行调整。

（4）塔吊性能

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STT293塔吊为起重能力为300t²m 的塔吊，其最大起重性能的起重量为18t。本工程施工中西侧塔吊接54m巴杆，其起重性能为：R=3.5m~54 m，M=18t~4.1 t；R=40m ，吊重M=6.45t；R=34m，吊重M=7.73t，南侧塔吊接40m巴杆，其起重性能为：R=3.5m~40 m，M=18t~8 t；R=35m ，吊重M=9t；R=40m，吊重M=8t。

4.2塔吊的附墙

STT293独立钩底高度为62.6米，附着以上悬高不得大于50.0米（15.5个标准节），附墙间距不得大于36.0米（12个标准节）。本塔机砼承台面标高为-14.2米。本工程附墙原则为每隔15米做一道附墙，两道正式附墙间距30米，因塔身具体的附着位置作略微调整。附墙的布置形式为每隔两道（不分临时和正式）换一次布置形式。具体的附着的布置形式及附墙间距见塔机附墙立面图。

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说明：

1、耳座材料为Q235，焊条型号J422

2、

耳板厚度20mm，耳板之间净

间距200mm，

筋板厚度10mm

3、耳座需与抱箍先焊接连接再于现场整体安装。

4、塔机耳板的内径R值根据每层的实际抱箍直径而调整。

4.2.2塔机附墙拉杆图

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法兰 钢板厚20mm

抱箍A-A剖面图

说明：1、所使用钢材材质均为Q235；

2、相关部位的焊缝宽度与最薄处的母材相等；

3、加工制作时，先将钢板卷制成整圆，然后将法兰

焊接上去后再进行分割，法兰焊接时间距为25mm。

4、M24的螺栓丝牙长度不小于150mm,并配平垫双螺母。

4.3施工机械设备选用和进出场计划一览表

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五、施工总平面布置图

5.1.施工总平面布置原则 施工总平面布置合理与否，将直接关系到施工进度的快慢和安全文明施工管理水平的高低，为保证现场施工顺利进行，现场施工总平面布置需要遵循以下原则：

A. 在满足施工的条件下，尽量节约施工用地；

B. 在满足施工需要和文明施工的前提下，尽可能减少临时建设的投资；

C. 在保证场内交通运输畅通和满足施工对材料要求的前提下，最大限度的减少场内运输，特别是减少场内二次搬运；

D. 符合施工现场卫生及安全技术要求和防火规范。

5.2.主楼地下室施工阶段

考虑到本工程地处市中心重点区域，构件的进场基本都在夜间，所有运输车辆及机械设备均从1#门或6#门进入。

主楼地下劲性钢柱及钢管圆柱选用一台TD1-STT293塔吊安装，TD1在大底板浇捣完后进行组装，其安装选用一台LTM1120/1型120t汽车吊停在西侧施工道路上吊装。吊装时，支脚处铺设专用路基箱。

该施工阶段，利用TD1-STT293塔吊完成所有18根钢管圆柱及6根劲性钢柱的吊装。由于现场场地比较狭小，西侧及南侧部分道路作为钢结构卸车及堆场场地。

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（附图1：安装TD1塔吊平面布置图）

（附图2：主楼地下室施工平面布置图）

5.3.主楼上部结构±0.00至60层施工阶段

完成主楼地下室钢结构安装后，使用TD1-STT293塔吊和120吨汽车吊配合，安装TD2-STT293塔吊，由此两台吊车同时施工，进行钢结构安装。钢结构安装至F31层后，由于塔吊所附钢管圆柱开始整体向核心筒内侧收缩倾斜，断面也发生了变化。TD1和TD2塔吊附墙加长，仍为外附式，进行结构安装。

此一阶段是主楼施工的最主要阶段。除上述施工塔吊外，另在现场配置50t汽车吊二台作为构件场内驳运的机械。利用主楼西侧和南侧地下裙房顶板，由设计进行加固后，作为钢柱和桁架节段的临时堆放场地。

（附图3：安装TD2塔吊平面布置图）

（附图4~11：主楼±0.00至60层施工工况图）

5.4.主楼屋顶飘带施工阶段

60层结构层施工完成后，由于屋顶飘带为纯钢结构，吊装数量减少，因此保留TD1-STT293塔吊继续爬升吊装，TD2-STT293塔吊自降并拆除。屋顶飘带施工阶段，TD1-STT293塔吊最大悬臂高度47.5m，吊装半径54m，能满足所有构件的安装工作，直至更个主楼钢结构安装完毕。

5.5.塔吊的拆除

塔吊的拆除也是高层结构施工的一个难点。因此本工程，在塔吊的选择过程中，已充分考虑到塔吊拆除的便捷性。TD2-STT293塔吊在完成主体结构吊装后自降至地面，并用120t汽车吊拆除。TD1-STT293塔吊在完成屋顶飘带安装后自降至地面，再用120t汽车吊拆除。

六、钢结构安装施工方案

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6.1常规钢结构安装工艺

6.1.1结构概述

常规钢结构是指结构外侧钢管圆柱和核心筒剪力墙内的劲性柱、劲性梁及框架连梁等除特殊结构外的常规钢结构安装。标准楼层基本层高，桁架层以下楼层为4.2米，桁架层以上楼层为3.6米。

6.1.2安装流程

常规钢结构安装工艺流程如下：

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济南绿地普利中心

钢结构工程施工组织设计

准备工作 构件安排运输

检查吊装设备、工具的数量及完好情况 构件堆场装卸、分类、检查、配套 交付到现场 现场分类、检查并就位至钢结构堆场

用临时安装螺栓安装柱、梁组成钢框架

框架整体校正

提出校正记录

提出校正复测记录，对 超差进行校正

高强度螺栓终拧

梁与柱焊接 柱的焊接 提出校正复测记录 对超差进行校正 验收不合格 超声波探伤

验收合格 STT293 塔吊爬升

提出焊缝探伤报告 焊接栓钉、螺栓

下一节流水段准备工作

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6.1.3安装工艺

6.1.3.1劲性钢结构安装

（1）劲性钢结构系统概述

劲性钢结构系统是指埋入砼中的钢结构，主要为核心筒内H型柱和

H型梁结构。

（2）分段原则

在划分每节钢结构本身的重量时应将其控制在塔吊的起重性能之内，超过起重性能应做分节处理，此外还兼顾吊装过程中的稳定问题。本工程钢结构框架分段重量控制在9t之内， F31桁架层及非标注层均一层一节；标准层二层一节，分段重量控制在9t之内；

（3）劲性钢柱安装施工工序

（4）安装注意事项

劲性钢结构的安装采取边吊边校的方法，操作人员应有具体的测校记录。当达到要求后，应即刻拧紧定位安装螺栓，并进行焊接固定。

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后续的钢筋砼在施工方法上应尽量避免产生对劲性钢结构安装质量有影响的操作和环节。

（5）测量

劲性钢结构的安装基准线与土建施工共用一套测量系统，每节施工前均应测量复核，采用两台经纬仪进行校正。

（6）安装方法

A. 钢柱安装前应对下一节柱的标高与轴线进行复验，发现误差超出规范，应立即修正。

B. 安装前，应在地面把钢爬梯等装在钢柱上，供登高作业用。

C. 钢柱加工厂应按要求在柱二端设置临时固定用的连接耳板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓与连接板作临时固定。待钢柱对接（指电焊）完成，且验收合格后，再将耳板割除。

D. 钢柱一般采用二点就位，一点起吊。

单机旋转回直法起吊时钢柱根部必须垫实，做到回转扶直，根部不拖拉。 E. 钢柱起吊时，必须垂直。吊点一般设在柱顶，可以利用临时固定连接耳板上的螺孔。

6.1.3.2钢框架安装

（1）钢框架结构系统概述

本节所述钢框架主要指外围钢柱间钢梁和楼层钢梁。外围劲性柱间钢梁与外围柱是通过高强螺栓和焊接共同连接的。

楼层钢梁与核心筒剪力墙是通过预先埋设在剪力墙中的钢板连接的。

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