中建八局新型建造公司高承载力工具式钢结构临时支撑的产业化之路

　　Steel Structure Temporary Support，简称HIS）是由中建八局新型建造工程公司委托设计研究院研发设计的一套高标准化、工具式的钢构临时支撑系统，最大设计承载力150吨，最大可使用高度超过40米，能做到便捷的拆卸循环使用，适应任何复杂施工条件。

　　HIS产品的产业化路径清晰，产业化链路完整，设有专门的运维部门和技术人员。本产品已在企业内部众多项目中成功应用，取得显著的经济效益，拥有非常良好的未来市场发展的潜力，入选2024年中建八局第一批局级科技产品。

　　针对现有钢结构支撑都会存在的加工安装较复杂、标准化程度较低、通用性较差、周转效率不高、仓储及运输不便、成本比较高等问题，中建八局新型建造工程公司秉持“抓机遇、补短板，助力新发展”的精神理念，委托公司设计研究院牵头立项课题，组织张月楼钢结构设计创新工作室的骨干人员成立研发团队，积极开展各项技术攻关，致力于研发一套易周转、易安装、通用性强、标准统一、安全适用、经济合理的钢结构临时支撑体系。

　　在研发过程中，公司总工程师参与了课题目标确定和技术研讨，针对研发过程中的难点与挑战提供了专业性建议。

　　团队成员们各司其职，从构思设计，到建模计算、方案比选、节点细化、分析论证，定期召开例会进行讨论，及时解决设计中的问题。

　　HIS的平面形状为正方形，由上下底座及中间格构式立柱组成。标准节有1.8m与3.3m两种规格，可以自由组合成不同高度。

　　为保证经济合理及施工的安全性，HIS体系研究经过了充分的理论计算，根据计算分析结果选定其规格、尺寸、材质，确定应用于不同高度的最大承载力。通过有限元分析计算，考察临时支撑体系在受荷情况下的应力分布情况及变形情况，特别是构件达到屈服以后的应力发展情况。

　　在正式测试之前，研发团队与试验机构编制了完整的试验方案，并通过有限元分析软件进行了不同加载工况下的多次分析，为试验的可行性与可靠性打下坚实基础。

　　在试件制作阶段，团队人员多次奔赴加工厂进行技术交底，与内外部专家就工艺流程中发现的问题做沟通讨论。经过了多轮调整优化，最终制作出了满足设计与试验要求的标准化试件。

　　试验中使用了两组试件，分别进行轴心受压及偏心受压加载测试，测试临时支撑体系的力学性能及破坏模式，探讨其破坏机理。

　　结果表明：达到极限承载力状态时的破坏模式为单肢立柱屈曲，支撑节点连接可靠，满足“强节点，弱构件”的设计的基本要求，且拥有非常良好的安全性和稳定性。

　　针对临时支撑构件的使用、存储、运输及安装，HIS给出了从理论设计、加工制造到现场施工的全套技术解决方案，包括《HIS加工工艺指导书》、《HIS使用说明书》、《HIS结构专业施工图设计》等。

　　集成储运装置可一次性打包28根立柱，打包后宽度为2.3米，满足运输车辆净宽要求。集成装置在支撑标准节拼装过程中还可以兼做标准节安装胎架，保证安装精度，具备整体收置的功能。

　　水平支撑采用公司现在存在的轻型工具式钢支架产品，通过设置可调节的端部连接转换装置，保证其在各种情况下均能较好的将两个立柱相连。

　　HIS已获国家授权专利4 项（其中发明3项），形成论文3篇，图集1册，系列新产品1套，获得多个省部级以上技术奖项。

　　在中国钢结构协会组织召开的科技成果评价会上，评委会肯定了HIS产品在承载力、工具化、标准化、高效性等方面的创新，认为该成果总体上达到国际先进水平。

　　HIS的推广解决了公司临时支撑的使用难题，可回收循环使用十年以上，极大提高了施工效率，具有非常好的经济效益。产品已转化、落地，实现量产加工3400吨，形成租赁合同额超过3586万元，使用项目超过82个，包括中国广州进出口商品交易会(广交会)展馆四期、天津国家会展中心、重庆龙兴足球场、广东南海体育中心等，有效节省了工期与成本，获得了使用方的一致好评。

　　新型建造工程公司依托项目举办了多次质量观摩活动，多家新闻媒体现场报道，产生了积极的社会影响。在“双碳”背景下，各领域大型钢结构的应用将愈来愈普遍，对临时支撑的需求量也将逐步提升，预期本产品未来将产生更显著的综合效益。

　　为打造完整的临时支撑成套技术产品体系，新型建造设计研究院立项局课题《钢结构施工临时支撑技措系统创新开发及标准化应用研究》，并完成了施工用轻型工具式钢支架体系的设计研发工作，成果获国际领先水平评价，与HIS互为补充，有效实现了公司装备的资源优化配置。

　　HIS产品是研发成果产业化应用的一小步，新型建造设计研究院将在此基础上继续作出改进优化，发挥专业研发能力，进行《复杂空间结构参数化设计》、《模块化储能集装箱成套技术》、《可移动集装箱光伏电站折叠式支架》等技术攻关，加速公司创新业务发展，提升企业核心竞争力，为研制更多具备市场推广价值的产品作出更大贡献。