机库钢屋盖结构整体提升专项方案设计.doc

1、1机库钢屋盖结构整体提升专项方案设计摘要：以某机库钢网架屋盖整体提升工程为例，重点介绍了网架结构同步整体提升技术的技术原理、提审方案设计、提升的重点施工工艺，同时应用有限元分析软件程序 MIDAS/Gen V8.2.0 仿真分析，以确保提升工程的质量和安全。 Abstract： This paper takes integral elevation construction of the steel truss roof structure of a hangar as the example to mainly introduce the technological principle of

2、 the synchronous overall elevation technique of the grid structure， arraignment plan design and the main construction process of the elevation. At the same time， the finite element analysis software MIDAS/Gen V8.2.0 is used to carry out the simulation analysis to ensure the quality and safety of the

3、 elevation engineering. 关键词：钢网架屋盖结构；同步；钢网架整体提升 Key words： steel truss roof structure；synchronization；integral elevation of steel truss 中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）03-0158-03 0 引言 本工程钢结构屋盖提升选用计算机控制液压同步整体提升技术，它2采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升新原理，可以全自动完成同步升降、实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，结合

4、现代化施工工艺，将成千上万吨的构件在地面拼装后，整体提升到预定位置安装就位，实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升。 1 工程概况 机库总建筑面积 7030m2，其中维修机库 6400m2，大厅跨度为92.4m，进深为 66.5m，屋盖网架采用二层斜放四角锥网架，下弦支撑，最大安装标高为+26.175m，平面尺寸 66.5m92.4m，网格尺寸5.4m5m，网架厚 4m-6.3m，网架下弦高 20m，机库大门处屋盖采用三层网架，总高度 8.0m-10.3m，网架下弦标高 16.3m，网架节点为焊接空心球节点，支座节点采用平板支座。提升重量约 580 吨。参见图 1-图 2。

5、2 重点施工工艺 本工程整体提升施工拟采用二次拼装、二次提升的施工工艺。第一次拼装标高 19.5m 以上部分网架，该部分网架拼装完成后进行第一次提升，利用液压同步提升系统将已拼装完成的单元整体提升 4.5m，暂停提升，进行标高 15.4-19.5m 网架拼装，二次拼装完成后，利用液压同步提升系统将整个屋面钢结构整体提升至设计标高。 2.1 整体提升点平面布置 2.1.1 提升点选择原则 为保证提升过程中的结构安全，提升点的选择应充分考虑到被提升结构的受力体系特点，以不改变结构受力体系为原则，在提升过程中结3构的应力比及变形均控制在合理范围内。机库提升共布置 13 个提升点，其中 D13 为组合

6、塔架提升，其余提升支架设置在混凝土柱顶。参见图 3。 2.1.2 整体提升吊点反力标准值。见表 1。 2.2 网架提升分析计算 2.2.1 网架第一次提升有限元分析 采用空间有限元程序对被提升结构进行整体建模分析，网架提升过程中，提升吊点相对于网架支座受力状况出现一定变化，根据计算，对受力变化较大杆件进行替换，管径加大，以满足提升要求。应力比分布结果如图 4。 提升时，图中超标杆件的最大应力比为 2.18，需要对杆件进行代换，代换可按照应力比的比例进行代换。如图 5。 结构跨中的最大竖向变形为 130mm，吊点之间的最大跨度约为90000mm，变形为跨度的，小于的跨中变形限值，符合钢结构工程施

7、工质量验收规范GB50205 规范要求。 2.2.2 网架第二次（整体）提升有限元分析 采用空间有限元程序对被提升结构进行整体建模分析，应力比分布结果如图 6。 提升时，图中超标杆件的最大应力比为 2.82，需要对杆件进行代换，代换可按照应力比的比例进行代换。如下图 7。 结构跨中的最大竖向变形为 100mm，吊点之间的最大跨度约为90000mm，变形为跨度的，小于的跨中变形限值，符合钢结构工程施工质量验收规范GB50205 规范要求。 42.3 提升不同步验算 在提升过程中，提升成套设备的设有不同步响应系统，允许提升施工存在设定幅度的不同步，一旦不同步超越设定幅度，提升设备即自动启动响应系统

8、以确保提升施工的安全。钢结构提升全过程由计算机同步控制系统实时监测，使提升器的不同步提升力控制在 20%以内，同时控制不同步提升位移在 50mm 以内（以提升力控制为主） 。模拟中，首先加载不同步支座节点位移 50mm，通过判定不同步提升力是否超过同步提升力的 1.2 倍，若超过则由力控制，反之则由位移控制。杆件应力比验算时荷载组合：1.4 自重荷载+1.0 不同步荷载。 本计算采用 MIDAS/Gen V821 有限元程序仿真分析。提升共有 12 个提升点，由结构对称性，依次选取左侧 6 个吊点分 6 种工况进行不同步验算（本文中选择最不利工况进行分析，如图 8、图 9 所示。 从以上分析可

9、以看出，吊点在不同步荷载（位移控制）作用下，大部分吊点的反力均发生变化，但变化幅度均很小。应力比也仅仅不同步下吊点附近的杆件应力比稍有改变，应力比均小于 1，在可控制范围内，结构整体的应力比变化情况不大。 3 结束语 大型屋面网架若采用分件高空散装，不但高空组装、焊接工作量大、现场机械设备很难满足吊装要求，而且所需高空组拼胎架难以搭设，存在很大的安全、质量风险。施工的难度大，不利于钢结构现场安装的安全。将结构在安装位置的正下方地面上拼装成整体后，利用“超大型构件液压同步提升技术”将其整体提升到位，将大大降低安装施工难度，5于质量、安全、工期和施工成本控制等均有利。 参考文献： 1王涛，张宇鹏，廖维张.某机库钢结构网架屋盖整体施工方案设计J.建筑技术开发，2013（03）. 2郭彦林，王永海，刘学斌.首都国际机场 A380 机库屋盖整体提升一体化建模分析J.2007（05）. 3GB 50017-2003，钢结构设计规范S.中华人民共和国建设部，2003. 4GB50018-2002，冷弯薄壁型钢结构技术规范S.中华人民共和国建设部，2002. 5DG/TJ08-2056-2009，重型结构（设备）整体提升技术规程S.同济大学，2009. 6JGJ7-2010，空间网格结构技术规程S.中国建筑科学研究院建筑结构研究所，2010.