某大悬挑结构支撑胎架卸载过程分析.pdf

[摘要]大悬挑结构因其独特的建筑表现形式而越来越广泛地被用于城市的地标性建筑。在其施工的过程中需布置一定数目的临时支撑胎架以完成悬挑部分的施工，而胎架卸载的过程使整个结构由临时支撑体系和设计结构共同受力转变为设计结构受力状态。为保证这一转变过程的安全，建立了某大悬挑结构的有限元模型，对胎架卸载的全过程进行分析计算，最后得出优化的胎架卸载方案。[关键词]悬挑结构；胎架；卸载；有限元分析；优化

内容摘抄：

1工程概况
某大悬挑结构总建筑面积约7000m。建筑地上部分采用全钢结构和不锈钢幕墙，外形酷似方舟，寓意勇立潮头，开拓进取。其建筑效果如图1所示。
本工程±0.000标高相当于绝对标高25.000m,±0.000以上采用钢框架结构体系，±0.000以下为现浇钢筋混凝土结构。基础采用筏板基础。钢柱延伸至筏板基础顶面，上部结构以±0.000层为嵌固端。钢梁、钢柱间采用全焊接连接或栓焊连接。本文仅对±0.000以上钢结构部分进行建模计算。
2工程特点及难点
1)建筑立面新奇，构件定位安装困难该大悬挑结构外形酷似方舟。其悬挑大跨结构由上下两个球面构成，上球面球体半径为98.13m,下球面球体半径为89.65m,且上下球面球心不相同，这样各球面构件难以精确定位，悬挑部位施工安装困难。
2)桁架跨度大、断面高，吊装难度大船身部位主桁架最大跨度达到40m,船头悬挑水平距离达到22m,单榀桁架重，船身和船头均由较大面积桁架组装成整体吊装，吊装时的变形控制和起吊直立较为困难，因此需要对吊装过程进行计算机仿真模拟和吊装工况分析，得出理论数据，在现场安装时依据该数据采取措施，对关键部位的应力和应变实施有效监控[5）。

3计算模型
本工程采用SAP2000进行建模计算，因其能准确地定义本工程中使用的各类异形截面构件，并且具有较强的静力分析功能和一定的非线性施工过程分析功能。另外，还能通过其钢框架设计/校核功能，获得胎架卸载过程中各构件的内力信息。

4支撑胎架卸载分析
钢结构施工安装过程中，支撑胎架与主体结构是作为一个临时整体共同作用的，故需要有较高的刚度、承载力和稳定性。施工完毕后卸载阶段是由临时施工体系向结构设计体系转换的过程，胎架的卸载顺序对支撑胎架受力和结构构件内力分布将造成重要影响。因而钢结构的卸载必须以体系转换方案为原则，以结构计算分析为依据，以结构安全为宗旨，以变形协调为核心。保证主体结构和临时支撑结构的内力和位移的变化是缓慢的，不会引起动力因素或产生冲击荷载，造成结构的局部破坏[6
4.1卸载路径优化分析法
本节考虑采用目标优化的方法，按结构和支撑胎架在卸载过程中受力最优原则寻求符合既定目标的最佳卸载方案。

4.2卸载工况拟定及计算分析
该大悬挑结构下球面共有12个临时胎架，从船头到船尾编号依次为T1~T12。依据上面介绍的胎架卸载优化顺序，首先计算各临时支撑胎架反力及反力和，将胎架位置按反力大小排序，最大反力处胎架为最优卸载路径。按照这个原侧对卸载步骤分两种工况进行对比计算。

（略）

投稿会员：巧克力布丁