一种双Z型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及制作方法技术

本发明专利技术提供了一种双“Z”型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及制作方法，尤其是针对各种内爬升式塔式起重机的支撑构件。本发明专利技术通过支撑梁端的双“Z”型设计，调整支撑钢梁与C形梁的接触点的标高，解决C形梁的放置问题。本发明专利技术提出的技术方案可克服现有技术存在的不足和使用困难，可应用于各种结构内爬升式塔式起重机的施工过程，使支撑塔吊支撑梁爬升的牛腿得以重复利用，提高钢材的利用率。本发明专利技术设计的双“Z”型支撑钢梁可根据结构的具体情况调节至满足刚度、强度、稳定性等要求的尺寸。设计结果得到了验证，能满足实际工程中的要求，并且在使用过程中不会对原结构构件造成破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种双Z型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及制作方法
本专利技术属建筑工程领域，涉及一种牛腿可循环的双Z型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及制作方法。
技术介绍
近年来，我国超高层建筑不断涌现。在超高层建筑施工过程中，塔吊在竖向运输设备发挥着至关重要的作用，塔吊的科学选型和合理布置是决定施工质量、安全、进度的关键。在选择布置塔吊时，内爬式塔吊布置在建筑物内部，所以其塔吊的吊臂较短，不占用建筑物外围空间；同时是利用建筑物向上爬升，爬升高度不受限制，塔身也较短，因此整体结构轻，造价低。塔吊在建筑物内部施工，不占用施工场地，适合于现场狭窄的工程，特别有利于城区改扩建工程；且无需铺设轨道，无需专门制作钢筋混凝土基础，施工准备简单，节省费用；无需多道锚固装置和复杂的附着作业；作业范围大。内爬塔设置在建筑物中间，覆盖建筑物，能够使伸出建筑物的幅度小，有效避开周围障碍物和人行道等；由于起重臂可以较短，起重性能得到充分的发挥；只需少量的标准节，即可满足施工要求，一次性投资少，建筑物高度越高，经济效益越显著等。传统的内爬式塔吊一般由顶升系统和支撑钢梁系统组成爬升系统，通过安装在核心筒上的钢梁做支持，顶升系统提升下部塔身，到位后坐落在安装好的钢梁上，才可进行吊装作业。传统支承钢梁直接搁置在楼板上或者穿在墙体预留的洞里，也可制作支撑架悬挑在墙体上，将支承钢梁的载荷传递到建筑物上。支撑钢梁是通过钢牛腿把力传递到建筑结构上，钢牛腿通过墙体锚固件与剪力墙连接。所以需在每一个爬升层布置牛腿且牛腿不可循环利用，因此牛腿传统的布置方式会带来大量的钢材浪费。再者，在如今的超高层结构设计中，结构形式越来越多样化，内爬式塔吊所依附的混凝土核心筒结构不一定存在，如汉京环球金融中心，汉京环球金融中心上部结构采用全钢结构，结构中没有传统意义上的核心筒，而是用钢梁柱和巨型斜撑来代替传统意义上的核心筒。因此采用内爬式塔吊施工方法时，塔吊只能通过塔吊钢梁支承在结构钢梁上，然而极少有建筑结构在适合布置塔吊的地方有合适的结构梁来搭放塔吊钢梁。尤其在电梯井位置处没有剪力墙的结构中，由于塔吊荷载巨大，塔吊钢梁的设计和塔吊钢梁与结构钢梁的连接问题，成为了工程施工过程中的难点。目前内爬升式塔式起重机在以下缺点：一个是只能在有混凝土核心筒或混凝土剪力墙的结构中爬升，而在框架结构的高层中塔吊的爬升问题仍需探讨研究；另一个缺点是塔吊在传统的爬升模式中需大量的牛腿作为支撑，工程结束后切割下的大量牛腿的遗弃照成钢材的浪费。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的技术问题，提出一种双“Z”型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及制作方法。本专利技术提供的技术方案能在不提高施工难度的基础上使得牛腿可以重复利用，同时解决了无核心筒结构的内爬式塔吊的爬升问题。一种双“Z”型支撑钢梁,其特征在于：所述支撑梁为双“Z”型设计。所述双“Z”型支撑钢梁包含鱼腹梁横梁1，横梁两侧分别对称包含鱼腹梁收缩区2；鱼腹梁承减区A—3；鱼腹梁承减区B—4；牛腿搭接构件5；循环牛腿6，分别以6-5-4-3-2-1-2-3-4-5-6的顺序连接。鱼腹梁和牛腿搭接构件可根据工程需要采用焊缝连接或采用螺栓连接，牛腿搭接构件和循环牛腿的连接一般采用焊缝连接，若工程实施需要可采用螺栓连接。其中，鱼腹梁横梁1，鱼腹梁承减区A—3，鱼腹梁承减区B—4为长方体设计。鱼腹梁收缩区2为梯形设计，梯形长边下部与鱼腹梁横梁1梯形角度的角度范围为0度～90度，根据工程实际受力情况确定角度大小及钢板厚度。牛腿搭接构件5为梯形设计，梯形长边下部与鱼腹梁承减区A—3，鱼腹梁承减区B—4上部的梯形角度的角度范围为0度～90度，根据工程实际受力情况确定角度大小及钢板厚度。其中，循环牛腿6包含循环牛腿构件A—61、为循环牛腿构件B—62、循环牛腿构件C—63，分别以61-62-63-63-62-61连接构成循环牛腿6。循环牛腿构件B—62为三角形设计，三角形为直角三角形，锐角角度范围为10度～70度，根据工程实际需要确定角度大小。钢板厚度一般优选为15mm，具体按需要调整。循环牛腿构件C—63为两块长方形板，两块长方形板呈一定角度拼接，与牛腿外围板焊接在一起，可根据工程实际需要确定角度大小。钢板厚度一般优选为15mm，具体按需要调整。上述各部件的材料均为钢材，具体钢材型号由构件受力情况确定。优选方案所述支撑钢梁为双“Z”型设计如图8所示。一种起重机的支撑构件(塔吊)，含有前述双“Z”型支撑钢梁，通过双“Z”型钢梁的牛腿连接形成。所述起重机的支撑构为各种内爬升式塔吊，尤其是无核心筒超高层结构的内爬升式塔式起重机的支撑构件(塔吊)。本专利技术设计的塔吊支撑梁呈双“Z”字形，合并传统牛腿与传统塔吊支撑钢梁的作用，本专利技术设计的塔吊支撑梁新模式可以与结构梁共同使用，两头“Z”字形中间下沉的设计能够使塔吊同时支撑于本设计支撑梁和结构梁上而又不倾斜。本专利技术主要解决钢结构施工过程中由于斜撑而导致的塔吊支撑梁设置净高要求严格的问题。下沉的设计避免下斜撑下搭设垫块，以解决现在该种类型的施工难题。本专利技术的塔吊支撑梁新模式能够方便地安装与拆卸，一台塔吊工作过程中只需两根这种支撑梁，其余施工荷载由结构梁承受。所以本专利技术能同时节省经济和时间成本(塔吊支撑梁数量减少而导致的费用下降以及塔吊起吊安装次数减少而导致的安装拆卸时间的降低)。本专利技术解决其技术问题所包括的主要技术：一是通过两头“Z”型梁端承受剪力，通过设计渐变的界面来节省材料；二是通过高强螺栓来连接塔吊C型梁、塔吊支撑梁和结构梁，实现可拆卸可循环的目的；三是通过两头“Z”型设计，实现钢梁的放置塔吊标高与结构梁一致。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：起重机的支撑构件制作方法包括：双“Z”型钢梁制作与焊接；螺栓连接设置与优化。钢板之间的连接可采用焊缝连接或螺栓连接，具体的布置根据结构受力情况确定。本专利技术技术方案相对于现有技术的有益效果是：(1)、采用双“Z”字型塔吊支撑梁采用能够满足钢结构内爬式塔吊施工过程中塔吊钢梁安置净高不足的困难；二是能够极大的节省塔吊支撑梁的数量，极大地节省了成本和工期。(2)、本专利技术可广泛应用于无核心筒结构或其他希望牛腿重复利用的施工环节中，以解决无核心筒供塔吊爬升和牛腿浪费的难问题，实现无核心筒结构中内爬升式塔式的使用和牛腿的重复利用。(3)、本专利技术可解决利用结构梁作为塔吊支撑梁时，塔吊大梁直接支撑在建筑结构上而导致的C型梁放置两侧标高不一致的问题。附图说明图1，塔吊系统布置图。图2，塔吊荷载示意图。图3，塔身与C型框连接构造示意图(支承系统的底架位置)。图4，塔身的变形及立柱受力分析图。图5，支承架承载力设计考虑的塔臂方位现有塔吊支撑实体图。图6，本专利技术塔吊Z型支承钢梁正视图，6B为优选尺寸塔吊Z型支承钢梁正视图，单位为mm，其中，尺寸a、b、c为450mm，尺寸e为7250mm；尺寸f为1000mm；尺寸g为750mm，尺寸h为5550mm；尺寸i为500mm，尺寸j为1000mm，尺寸k为600mm。图7，本专利技术塔吊Z型支承钢梁侧视图，7B为优选尺寸塔吊Z型支承钢梁侧视图，单位为mm，其中，尺寸l为500mm；尺寸m为600mm；尺寸n为400mm；尺寸o为1500mm，尺寸p为6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双“Z”型支撑钢梁,其特征在于：所述支撑梁为双“Z”型设计。

【技术特征摘要】
1.一种双“Z”型支撑钢梁,其特征在于：所述支撑钢梁为双“Z”型设计，所述双“Z”型支撑钢梁包含鱼腹梁横梁(1)，为长方体设计，横梁两侧分别对称包含：鱼腹梁收缩区(2)，为梯形设计；鱼腹梁承减区A(3)，为长方体设计；鱼腹梁承减区B(4)，为长方体设计；鱼腹梁收缩区(2)梯形的梯形长边面与鱼腹梁横梁(1)连接，鱼腹梁收缩区(2)梯形短边面与鱼腹梁承减区A(3)连接，鱼腹梁承减区A(3)的相对面连接鱼腹梁承减区B(4)；以及进一步包含牛腿搭接构件(5)，牛腿搭接构件(5)为梯形设计，梯形长边下部与鱼腹梁承减区A(3)和鱼腹梁承减区B(4)顶部连接；牛腿搭接构件(5)相对于鱼腹梁横梁(1)的远端连接循环牛腿(6)，分别以循环牛腿(6)-牛腿搭接构件(5)-鱼腹梁承减区B(4)-鱼腹梁承减区A(3)-鱼腹梁收缩区(2)-鱼腹梁横梁(1)-鱼腹梁收缩区(2)-鱼腹梁承减区A(3)-鱼腹梁承减区B(4)-牛腿搭接构件(5)-循环牛腿(6)的顺序连接。2.根据权利要求1所述的一种双“Z”型支撑钢梁,其特征在于：鱼腹梁收缩区(2)为梯形设计，梯形长边下部与鱼腹梁横梁(1)梯形角度的角度范围为0度～90度，根据工程实际受力情况确定角度大小。3.根据权利要求1所述的一种双“Z”型支撑钢梁,其特征在于：牛腿搭接构件(5)为梯形设计，梯形长边下部与鱼腹梁承减区A(3)，和鱼腹梁承减区B(4)顶部连接，牛腿搭接构件(5)梯形长边下部的梯形角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祚华，周子璐，林焙淳，马飞，黄硕，江涛，涂勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，中国建筑第四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44