国家图书馆二期 暨数字化图书馆工程
钢结构整体提升施工
汇报内容
• • • • • • • 工程概况 工程特点 施工方案的选择 整体提升方案的简介 几个难点及提升控制措施 提升施工过程 改进意见和建议
一．工程概况
• 1．建筑基本情况
• 建设单位：中国国家图书馆
• 工程名称：国家图书馆二期工程暨国家数字
图书馆工程 • 建设地点：
• 建筑规模：总建筑面积约为81310 m2；其中
地上建筑面积：37231 m2 ，地下建筑面积 ：44079 m2。
• 2．主要设计及参建单位
• • 建筑设计单位： 结构设计单位：
•
•
监理单位：
施工总承包单位：
• •
3．工程简介 国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程主楼和地下车库两部分组成，主楼结构由地下三层和地上五层组 成。该建筑基础底板标高－13.6m，钢结构屋面结构标高＋26.19m。
•
桁架杆件连接采用全焊接形式，各层 主梁与桁架弦杆连接采用栓焊结合， 焊缝等级为一级。
单根构件最重达到61吨。
•
各层次梁
Y形支撑 主劲性柱
工字形
箱形 箱形
HM482×300、HN500×200、HW300×300
1200×600×（60～80）×（60～80） 1200×600×（40～80）×（40～80）
•
钢桁架及主梁均采用箱型截面 ，桁架 长116m，高10.04m,最重单榀桁架 1100t,总工程量约12300t。钢板厚度 范围主要为25～80mm，材质为 Q345C，其中40～60mm 板材Z向性 能要求满足Z15，大于60mm板材Z向 性能要求满足Z25。
钢结构工程主要构件截面尺寸
构件名称
75 00
P
375 0
75 1 0
50 7
75 1 0
N
375 0
75 00
N
165 0 29 00
M
165 0 29 00
50 7
T G-D
750 0
330 0
325 0
330 0
33 00
32 50
33 00
180 0
L
750 180 3 0
750 0
四、整体提升方案的简介
• 场地平整完毕后进行局部人工挖孔桩施工，施工混凝土拼 装平台；然后拼装屋架钢结构，构件拼装完毕进行土方开 挖、地下室结构施工和六个电梯井筒结构施工，待筒体结 构施工至设计标高后，施工提升平台，安装提升设备进行 提升。提升到位后，施工1、2层混凝土结构和将来用于支 撑屋顶区重量的钢柱和Y型支撑，最后采用塔吊高空散拼方 案施工其他构件和剩余混凝土结构，最后将提升平台凿除 。
二、工程特点和难点
• 地下室的范围布满在屋顶钢结构的下部，并超出外边线， 对屋顶钢结构的施工造成巨大困难 ； • 钢结构体量大：本工程钢结构总重约12300t，且大部分集 中在刚性节点的六榀主桁架、四榀次桁架及主、次桁架间 刚接/栓接的主梁上。最重构件为HJ-1，其重达765t(不含节 点短肢)，其外形尺寸为长116.6m*宽1.2m*高10.04m。因 此屋顶钢结构的施工方案的选择决定着整个工程施工方案 的合理性。
桁架下弦 桁架上弦 桁架腹杆 四层主梁 五层主梁 顶层主梁
截面形式
箱形 箱形 箱形 箱形 工字形 箱形
截面尺寸
1500×1200×40×60 900×1200×30×60 1200×600×（50～80）×（50～80） 1500×600×25×60 H485×300×16×30 900×600×25×60
1
75 00 23 14 3 539 59
2
750 0
3
50 7
4
75 00
5
75 00
6
50 7
7
75 9 00 75 00
8
75 00
9
50 7
10
500 7
11
75 00
12
750 0
13
500 7
14
TG-1
050 3 800 6
TG-2
70 0
TG-3
70 0 800 6 050 3
TG-4
•
主要建筑内容为密集型藏书库、阅览室、图书加工用房、学术交流用房、珍品图书保存库和展示厅、数字图 书馆的大型计算机机房、数字资源存储机房、数字处理间等（四库全书和甲骨文是镇馆之宝）。
混凝土区域
钢结构区域
主楼南北方向剖面
二、工程特点和难点
• 建筑规模大：本工程长120 m ，宽116 m，所以机械设备的 选用和布置显得尤为重要； • 结构构件形式以箱型为主：且箱型截面尺寸最大宽度达到 1200mm，高1500mm，最大板厚为80mm，且其中隔板众 多，焊接非常困难，厚板焊接质量不易控制，焊接工作量 大且要求高（焊缝填充量估计在330吨左右），所以确定正 确合理的钢结构加工工艺及焊接工艺是保证本工程钢结构 加工质量的前提（1500mm长的电渣焊工艺）。• 桁架结构HJ-3源自HJ-1、2WJ-1
三、施工方案的选择
•
• • •
钢结构高空散拼方案利用常规的高空散拼方案，（此方案 不合理，无法实施）。 地面拼装、整体顶升方案（安全性有问题） 主要桁架提升，其他构件散拼方案（施工简便方面稍差、 高空拼装精度要求高、施工难度大） 整体提升方案 （格构柱作承力构件、钢管柱作承力构件 、混凝土框架作承力构件、利用主体电梯井筒混凝土结构 作承力构件，整体提升方案）
四、整体提升方案的简介
• 通过计算分析优化确定共布置28个提升吊点，吊点设于桁 架上弦。 • 共布置64台提升油缸，其中44台350吨提升油缸，20台200 吨提升油缸； • 8座控制台。6个筒体和两个临时塔架。 • 提升方案演示。
五、几个难点及提升控制措施：
• 确定提升重量（原则是保证安全的前提下兼顾施工的简便 和质量控制。屋顶钢结构主要钢结构在地面拼装，保证组 拼的钢结构有足够的刚度和强度，剩余构件在整体提升完 毕以后穿插散拼。最终确定整体提升重量约为10388t）； • 确定吊点位置（尽量符合最终受力状态。经计算和设计核 算批准每个电梯井筒4个点，辅助架南北各2个共28个吊点 ）；
TG-5
05 3 0 80 6
TG-6
70 0 99 2 6 39 9 66 2 9
提升 点G
提升点 G
405 4
Q
405 4
Q
750 3
75 00
750 3
P
75 3 0
75 00
75 3 0
核芯 筒1
提升点A 提升点 B 提升点F
核 芯筒 2
提升点F 提升点 B
核芯 筒3
提升点 A
下
750 3
750 3