塔吊附墙工况对高层建筑外框钢结构的影响及加固设计

郑祥杰

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

自立式塔吊广泛应用于高层建筑施工中，当塔吊自立高度超过限值后，必须采用附墙工况。由于高层结构的塔楼整体抗侧刚度远大于塔吊自身的抗侧刚度，故塔楼可作为塔吊的可靠附着结构。当塔吊直接附着于外框钢结构时，应考察附着处的结构局部刚度。该阶段下楼面梁和外框柱的受力状态与使用阶段不同，楼面梁在缺少楼板混凝土约束作用下的整体稳定性不容忽略，外框柱因附墙杆偏心连接产生的附加扭矩同样应予以重视。有必要找出一些简单高效的结构加固方式，以改善结构局部刚度，提高杆件承载能力，确保塔吊附着工况下的施工安全[1-5]。

1 工程概况

1.1 结构概况

上海静安60地块塔楼主体结构高度为240.27 m，地上53层，地下4层，采用框架-核心筒的结构体系。结构平面布置情况如图1所示。核心筒部分采用混凝土剪力墙结构，并在墙肢边缘布置钢骨柱；外框结构采用型钢混凝土柱＋钢梁的结构形式；在24F和25F以及38F和39F设置2道环带桁架层，以提高塔楼整体刚度。

图1 结构平面布置示意

1.2 施工概况

塔楼南北两侧布置2台自立式塔吊，为保证塔吊在工作状态下的塔身稳定性，塔吊与塔楼外框柱之间需通过附墙杆连系在一起，如图2所示。

图2 塔吊平面布置示意

根据设备厂商要求，塔吊上下2道附墙杆的间距控制在25～33 m之间，附墙杆所在楼层及对应标高见表1。

表1 塔吊附墙杆布置位置

2 外框结构梁的加固设计

2.1 加固原因

外框楼面梁在使用阶段主要承受楼面恒荷载以及活荷载等竖向荷载作用，结构梁的内力主要表现为弯矩和剪力。……