1.前言
鄭州博物館新館位于河南省鄭州市中原區(qū)隴海路與富民路交叉口，地下兩層，地上局部五層，主體結(jié)構(gòu)為勁性鋼骨框架結(jié)構(gòu)，北側(cè)從三層開始為懸挑鋼結(jié)構(gòu)，懸挑兩層，懸挑跨度16米。屋蓋為網(wǎng)架與雙向正交鋼管桁架組合結(jié)構(gòu)。建筑高度67.797米，建筑面積14.5萬平米。結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限100年，結(jié)構(gòu)耐久性使用年限100年。
懸挑結(jié)構(gòu)平面布置圖（陰影部分）
懸挑結(jié)構(gòu)立面圖
k字型節(jié)點(diǎn)
2.實(shí)施難點(diǎn)
鋼管斜支撐截面為φ800*40，徑向水平梁在鋼管斜支撐位置斷開，斜支撐內(nèi)需要分別在腹板和上下翼緣板位置設(shè)置加勁板，加勁板與鋼管斜支撐內(nèi)壁融透焊接，保證鋼梁受力能夠直接傳遞。徑向鋼梁腹板加勁板將鋼管斜支撐沿直徑位置分開后形成兩個半圓形區(qū)域，最大寬度370mm，受操作空間限制，人員無法進(jìn)去施焊。
徑向水平梁腹板加勁板
水平梁腹板和翼緣板在斜支撐鋼管內(nèi)加勁板形成一個封閉區(qū)域，加勁板之間的焊縫無法施焊。
徑向水平梁加勁板
弦向水平鋼梁截面小于徑向水平鋼梁高度，弦向水平鋼梁與斜支撐相交位置下翼緣加勁板與徑向鋼梁腹板加勁板碰撞，無法安裝。
弦向水平梁加勁板
3.實(shí)施分析
3.1參照鋼管混凝土承重銷
《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》gb50936-2014中7.2.11條“鋼管混凝土柱的外徑不小于600mm時可采用承重銷傳遞剪力，穿心腹板和上下翼緣板組成承重銷。”
徑向懸挑鋼梁腹板加勁板參照承重銷做法，在鋼管斜支撐上開槽，腹板從鋼管斜支撐穿過，鋼管與穿心腹板之間采用全融透剖口焊接。保證鋼梁承受剪力在斜支撐位置能夠直接傳遞。
3.2翼緣板加勁板優(yōu)化
《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》gb50661-2011中5.6.1條“管-球結(jié)構(gòu)中，對由兩個半球焊接而成的空心球，采用不加肋和加肋兩種形式時，其構(gòu)造見圖5.6.1.-9。”
徑向鋼梁翼緣板與穿心腹板之間的焊縫參照空心球加肋的接頭形式，梁翼緣加勁板在穿心腹板位置開剖口，與其形成對接焊縫。
穿心腹板與翼緣加勁板焊接接頭形式
3.3弦向水平鋼梁加勁板優(yōu)化
《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》gb50936-2014中7.2.4條“鋼管混凝土柱的直徑較小時，鋼梁與鋼管混凝土柱之間可采用外加強(qiáng)環(huán)連接，外加強(qiáng)環(huán)應(yīng)為環(huán)繞鋼管混凝土柱的封閉環(huán)。”
4.實(shí)施施工
本工程懸挑結(jié)構(gòu)k字型節(jié)點(diǎn)位置多個方向的鋼梁鋼柱在該位置相交，受力復(fù)雜，為了保證施工質(zhì)量，根據(jù)塔吊起重性能各方向梁柱在一定位置斷開，將該位置節(jié)點(diǎn)在工廠整體做成一個k字型節(jié)點(diǎn)，留對接口，工地拼接。
k字型節(jié)點(diǎn)施工現(xiàn)場整體吊裝
鋼管斜支撐開槽，徑向鋼梁腹板穿過，腹板與鋼管之間融透焊接。腹板穿過后組拼鋼梁翼緣并焊接。
腹板穿鋼管柱融透焊
徑向鋼梁上下翼緣加勁板在穿心腹板位置斷開，開剖口，與其融透焊接。加勁板與鋼管斜支撐內(nèi)壁融透焊接。
穿心腹板與翼緣加勁板焊接
拼接弦向鋼梁牛腿，同時拼接弦向鋼梁下翼緣加強(qiáng)板，加強(qiáng)板繞鋼管斜支撐柱環(huán)向封閉設(shè)置。
環(huán)形加勁板
5.結(jié)束語
鄭州博物館新館懸挑結(jié)構(gòu)k字型節(jié)點(diǎn)共16個，根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的受力情況，合理優(yōu)化，克服了工藝限制無法施工的困難。k字型節(jié)點(diǎn)整體在工廠制作完成現(xiàn)場吊裝，充分利用結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，采用無支撐安裝技術(shù)，避免搭設(shè)大量支撐胎架。采用空心球加肋的接頭形式翼緣加勁板斷開下料有效降低了材料的損耗。懸挑結(jié)構(gòu)施工順利完成，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
k字型節(jié)點(diǎn)透視圖