单索支承体系，天津鼎峰中心大堂，索结构典型工程

设计单位 ：     北京清尚建筑设计研究院有限公司     

总包单位 ：中国新兴建设集团有限公司

钢结构安装单位 ：北京振兴同创钢结构工程有限公司

索结构施工单位 ：     北京市建筑工程研究院有限责任公司

索具类型     ：坚宜佳·高钒拉索    

竣工时间 ：2020年

 

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概 况      

   

 

 

 

天津鼎峰中心大堂连接东面4号楼和西面5号主楼，屋面尺寸为27.4m×17.9m，采用单索体系支承钢梁。同时，大堂南面和北面的立面均采用竖向单索幕墙，即整个大堂由柔性单索支承。结构三维图示意于图1。

图1 天津鼎峰中心大堂结构三维示意图      

   

 

 

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索结构体系      

   

 

大堂屋面采用轻质屋面。屋面设置南北向13榀钢梁，支承在六根东西向拉索上。其中4根主索是用来承重并抵抗吸风、压风的缆风索（编号WMXS1、WMXS2、WMXS3、WMXS4），另外两根分别向南、北方向凸起的拉索LFS2、LFS1是用来抵抗南、北方向水平风荷载，所有拉索锚固端均在4号楼和5号楼的混凝土墙体预埋件上。大堂屋盖结构平面见图2。钢索包括φ22mm、φ46mm和φ65mm三种型号索，规格见表1。

     

图2 大堂屋盖结构平面图      

     

   

 

 

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索结构施工      

   

1）施工流程      

     

图3 施工流程图      

2）张拉点布置及平台要求      

主索采用单端张拉，每个张拉点均需搭设张拉平台，平台形式为矩形平面，尺寸不小于1.5m×1.5m，平台距张拉点的高度范围为1.0m～1.5m，单个平台的承载力不小于400kg。平台必须满铺脚手板，需搭设爬梯，底面铺密目网和安全网，脚手架的立杆和横杆均要避开拉索位置。

3）安装及张拉顺序      

拉索安装按照先上部屋面钢梁、主索及稳定索，后安装下部幕墙拉索并张拉的顺序进行。

① 安装屋面钢梁、主索及稳定索      

先安装大堂屋盖结构钢梁及拉索，按照先主索后稳定索的顺序进行安装，安装完毕后，拆除钢梁及上部拉索的支撑。幕墙索张拉完毕后，主索的标高要达到图纸幕墙拉索定位线立面图的要求（设计规定曲线矢高3000mm））（图4）。按照图纸幕墙拉索定位线立面图要求，经施工模拟计算，仅屋面钢梁、主索、缆风索（无幕墙索）自重状态下中心位置钢梁标高g-B~g-E四根钢梁分别需要抬高43mm/46 mm/53 mm/57 mm，即要达到安装状态下（无幕墙索）仅自重主索定位矢高如图5所示。

     

图4 设计规定曲线矢高      

     

图5 安装状态下（无幕墙索）仅自重主索定位矢高图       

② 安装并张拉幕墙拉索      

按照图纸的定位要求及张拉力要求，对幕墙拉索进行张拉及张拉后调整，直至索力符合图纸的要求。幕墙拉索编号见图6。张拉顺序见表2 和表3。

     

图6 拉索编号图      

     

     

4）张拉力表及目标索力表      

张拉力表是张拉施工的重要依据，索在张拉过程中，张拉其它索时已经张拉的拉索索力会不断在变化，根据理论计算最终张拉完成后索力会逐步变化到目标索力。施工过程中应监测索力的变化趋势，与理论计算的结果进行对比，当误差太大时应查找原因，并进行调整。

由于钢索张拉力之间的互相影响，张拉后部分索力可能达不到要求，需要进一步调整。调整的方法是采用测力仪对索力进行测量，对不满足要求的钢索张拉力进行调整，直到所有钢索的张拉力均满足要求为止。

张拉完成时刻的设计索力，即目标索力，同时也是张拉验收的验收索力，目标索力见表4、5。

     

     

     

 

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工程照片

     

 

       

图7 钢梁安装

图8 屋面索安装完成

图9 抗风索施工

撰稿人：    

北京市建筑工程研究院有限责任公司：杜彦凯、胡洋、王泽强    

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