在國内，空中懸挑結構建築造型，

或許并不稀有，

但是，

用1萬多噸鋼結構，

将整個單體屋面懸挑出來的建築

你一定沒有見過吧？

今天，

工地君就為大家介紹一棟

超長懸挑結構建築

——上海圖書館東館

▲建成後的上海圖書館東館造型

▲項目最新建設情況

上海建工四建集團項目經理張永陟介紹說：“整個工程共用重達2萬多噸的鋼結構建造，單是屋面桁架及懸挑系統就有1萬多噸，而且大量運用了Q420等高強度鋼材。建築外側有最大跨度達16.8m的懸挑結構懸挂于屋蓋，由28個斜拉杆支撐，受力原理跟扁擔類似。國内也有其他結構設計原理相同的建築，不過，這麼大體量的懸挑結構應用在一棟單體建築中的，卻是少之又少。”

工程概況

上海圖書館東館項目主要包括新建一座集中式大型公共圖書館，總建築面積為114951㎡，地上建築面積為77968㎡。地下局部2層，上部結構7層，高度達50m，上部是鋼結構為主體的框架剪力牆體系，28根支撐圓柱及核心筒東西側均為清水混凝土。由上海圖書館建設，上海市工程建設咨詢監理公司代建，丹麥SHL建築師事務所及上海院合作設計，上海建科監理，上海建工四建集團總承包，安裝集團、機施集團、三鑫科技專業分包。

▲項目建設信息圖

一走進施工現場，工地君就發現它的文明施工做得不錯，而且有不少亮點：

安全通道不但設置得規範，在它的入口左上角還有一隻白色的喇叭，每當有人通過時，這隻紅外線感應喇叭就會自動播放安全須知，時刻敲響安全警鐘。

▲安全通道頂部也采用盤扣式腳手架

▲安全通道兩側貼滿了形象生動的中英文安全注意事項

整條安全通道都采用了經久耐用、可周轉的鍍鋅壓型鋼闆。據項目經理張永陟介紹：“雖然壓型鋼闆單次投入成本較高，但是今後還可以在多個工地上多次循環使用，這樣平攤算下來的成本是不高的。”

在現場體驗區這裡，也做了多個種類的布置。不難看出，項目部在安全管理方面也是下了一番功夫的。

▲半封閉式的安全晨會講評台

▲規範的臨邊洞口防護措施

▲顯眼整齊的防護欄

▲現場區域清晰的指示标識

在中庭區域，這根“定海神針”引起了工地君的關注。談起它的施工難點，上海建工四建集團副總工程師徐整偉說：“這是一根高達21.5米的勁性清水混凝土圓柱，分四次澆築最終成型，真的不容易，需要克服垂直度控制、混凝土色差控制和成品保護這三大難題。”

說着帶工地君看到另一個已澆築完成的勁性清水混凝土圓柱，仔細一看确實外觀飽滿、表面平整。

三大施工難點

1

大面積清水混凝土結構施工

本工程上部結構4個核心筒東西兩側剪力牆，以及主樓與部分裙房區域圓柱為清水混凝土。清水混凝土應用面積約11300平方米。

1）層高高、内部有較大截面的型鋼柱

勁性圓柱普遍高度在6.2m以上，包括1根高21.5m，1根20.2m以及2根14m圓柱。

獨立柱層高很高，混凝土澆築必須分段實施。如何防止砼離析，同時保證砼澆築密實，尤其是要精确控制獨立柱整體垂直度，這給現場施工帶來了嚴峻挑戰。

2）梁柱節點有外伸鋼牛腿

本工程梁柱節點處存在外伸鋼牛腿，限制了模闆的安裝和合模方式，模闆的選擇餘地變小，且圓柱模必須在梁下合模。此外，工字型或箱型鋼梁對梁柱節點模闆的現場鑲拼帶來不小難度， 其施工質量将直接影響圓柱節點造型及是否會産生漏漿。

3）勁性混凝土強度等級高、易産生溫度裂縫

本工程框架柱及剪力牆的混凝土強度高，等級為C60。在保證強度的情況下，單位立方米水泥用量較高，水化熱較大，加上牆柱内部暗柱、剪力鋼闆等的約束，極易産生裂縫， 裂縫對清水砼的觀感影響較大，且難以進行修補。

4）門洞、管弄等的不規則分布對模闆、螺栓眼的排列影響較大

從現有圖紙看，核心筒内分布着較多的門洞、管弄、消防箱等，且分布沒有規律可循，這些均影響飾面清水混凝土蟬縫、螺栓眼的設置，飾面清水混凝土對模闆、螺栓眼的排版要求很高。此外，與桁架梁連接的外伸牛腿、幕牆埋件等也是影響清水砼牆面觀感質量的重要因素。

為破解施工難題，項目部開展了多場科技攻關活動，先後進行了四次清水混凝土試驗，保證了最終成品一次成優。

▲第一次定型木模及内部構造小樣

▲第一次清水砼柱小樣

第一次清水混凝土圓柱小樣在外借場地施工，共一根圓柱、一面轉角剪力牆。

圓柱高3.6m，采用定型木模，豎向蟬縫兩條，水平蟬縫間距1.2m。

▲第一次闆牆模闆小樣

▲第一次清水砼闆牆小樣

剪力牆牆體高度3.57m，一側采用芬蘭闆，一側采用普通優質木模。

▲清水砼第二次小樣

▲第二次定型木模小樣

▲第二次紙筒模小樣

第二次清水混凝土小樣，兩根圓柱、兩面剪力牆。

柱1根為3m，模闆采用紙筒模，無水平蟬縫，有螺旋狀紋路。另一根為4m，采用定型木模，豎向蟬縫兩條，水平蟬縫間距為3m 。

▲第二次清水砼闆牆模闆小樣

混凝土牆高均為2.4m，一面牆兩側均采用芬蘭闆。另一面牆一側采用金屬面模闆，一側采用光面優質木模。

▲清水砼第三次小樣

▲第三次清水砼圓柱模闆小樣

第三次清水混凝土小樣為一根圓柱、一面剪力牆。

清水混凝土柱1根為3.6m，采用木模内襯軟玻璃面闆定型木圍檩加固，高度方向分兩次澆築。

▲第三次清水砼闆牆模闆及預埋線盒

清水混凝土牆一面采用金屬面模闆，一面采用普通木模闆；鋁合金圍檩調整為鍍鋅方管；金屬面模闆側門洞，設置倒角條；牆面預埋開關線盒。

▲清水砼第四次小樣

第四次小樣為兩根圓柱；此次小樣僅模拟鋼筋排布，不設剪力鋼闆。其中一根為方圓模闆，另一根為玻璃鋼模闆。

方圓模闆柱高度為4.8米。圍檩采用配套抱箍，不設明縫，蟬縫有豎向兩道、水平一道（高2.4m處），接縫處增設連接片。

玻璃鋼模闆，柱高度為3.6米。圍檩采用配套抱箍，不設明縫，蟬縫有豎向兩道、水平無縫。

2

大跨度外懸挑鋼結構

1）懸挑結構以吊柱挂于屋架結構，懸挑長度最大16.8米，變形控制難度大，最大起拱量超過100mm，且吊柱粗達210mm，吊柱節點位置 闆厚160mm，需進行節點試驗 驗證該部位可靠性。

2）本工程中的鋼結構節點複雜，加勁肋密集，且框架柱及框架梁（桁架）、吊柱、上翻桁架、次桁架均采用Q420等規格，最大闆厚達到100mm。

因此，工程鋼材等級高、焊縫多、要求高，同時焊接作業多為高空、 懸挑臨邊施工，焊接時需搭設焊接操作平台，焊接作業條件十分複雜。

3）本工程樓層桁架、屋蓋桁架自重大，鋼結構總噸位數逾25000噸、 屋面桁架噸位逾8000噸、懸挑區域約3700噸。主樓外圍一圈均為懸挑桁架下挂結構樓層，整品桁架不僅僅重量超過塔吊起重量，而且最長約23 米。

工地君在現場看到16.8米大空間鋼結構布置，整棟建築的主梁全部采用空腹桁架形式，今後，機電管線可以從桁架上下弦穿出，優化了大量管線路徑。

張永陟指出：“整個工程67%的建築面積都是鋼結構形式，我們采用預制構件進行裝配式施工，減少了施工現場的環境、噪音污染。”

3

外傾大闆塊幕牆及大窗體系

1）建築四面設置了4個跨度達17m的大窗體系，且幕牆結構以67°外傾，外懸挑的主體結構變形不可忽視，幕牆需要實時對變形進行監控，保證幕牆正常的施工以及安裝精度、外觀的控制。

2）幕牆單塊尺寸達4200mm×1550mm，玻璃尺寸較大，玻璃各項參數（合片、組框）易産生加工誤差，大面多采用了較複雜的dip打印彩釉玻璃及三角形玻璃，如何保證玻璃原材料及加工的質量至關重要。

3）在幕牆支撐系統的創新設計中，采用了大量定制鋼型材，由于結構逐層變化特點，外立面折線下部鋼制立柱截面設計為平行四邊形造型，此定制鋼型材為外露小R角鋼材，且直接外露在人眼可視範圍之内，對加工精度要求高。

4）單元鋼架現場吊裝較困難，斜面部位（斜面傾斜角67°）的單元鋼架吊裝更加困難。折線部位的單元鋼架為異形鋼架，大窗位置折線部位為上下鋼架拼接而成，如何保證立面斜線拼接精度和質量。大跨度單元鋼架的吊裝擾度變形如何控制？鋼構件現場施工極易發生磕碰，表面掉漆現象時常發生，現場成品保護非常重要。

在工地現場，這塊玻璃幕牆視覺試樣頗為引人注目。目前，整個工程的主體建築已初具雛形。

▲第一次玻璃幕牆視覺試樣

▲已初具雛形的建築主體結構

文 / 陳幸馳

主編 / momo

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!