湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程臨時支撐應用技術(shù)

湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程臨時支撐應用技術(shù)摘要：湖南廣播電視臺節(jié)目生產(chǎn)基地及配套設(shè)施建設(shè)項目鋼結(jié)構(gòu)安裝時，受重量、跨度或懸挑影響，需設(shè)置臨時支撐結(jié)構(gòu)進行輔助施工，臨時支撐體系主要分為2種，分別是單管支撐和格構(gòu)式支撐架，主要設(shè)置于美術(shù)館、中央主軸、演播廳F及漂浮辦公室等結(jié)構(gòu)中，本工程的臨時支撐使用較為典型，可為今后類似工程提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：臨時支撐；湖南廣電；支撐驗算1工程背景湖南廣播電視臺節(jié)目生產(chǎn)基地及配套設(shè)施建設(shè)項目是一個集大型演藝活動、影視節(jié)目生產(chǎn)、藝術(shù)展覽等功能于一體的現(xiàn)代化節(jié)目生產(chǎn)基地及其配套項目。本工程場地呈東高西低走勢，場地東西落差約25米?，F(xiàn)場施工場地范圍約73240平米，其中地下室占地約42897平米。工程結(jié)構(gòu)沿中央主軸南北兩側(cè)共布置了7個建筑單體，分別為美術(shù)館、室內(nèi)劇演播廳A、演播廳B、演播廳C、演播廳D/技術(shù)大樓、演播廳E、演播廳F/漂浮辦公室。各單體之間通過中央主軸相互聯(lián)系形成一個整體。建筑地下部分為鋼混結(jié)構(gòu)。地上部分除美術(shù)館外從地下室負一層開始以上部分為鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量約36000噸，如圖1所示。圖3漂浮結(jié)構(gòu)施工模擬示意圖鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中，結(jié)構(gòu)逐步形成體系，主要由胎架和結(jié)構(gòu)桁架及連梁系統(tǒng)共同承擔荷載作用，與結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀態(tài)有著明顯的區(qū)別；同時，在此過程中結(jié)構(gòu)的受力、變形與安裝順序息息相關(guān)，故安裝過程分析可以直接反映提升吊點設(shè)置、胎架設(shè)置、安裝順序是否合理等問題。本工程結(jié)構(gòu)采用大型通用有限元軟件Midas/Gen進行建模計算。該軟件具有豐富的單元類型，如梁單元、桁架單元、實體單元、板（殼）單元等，可以方便、準確的模擬本工程中的鋼結(jié)構(gòu)柱、梁、桁架、胎架及樓板等構(gòu)件，并能考慮混凝土齡期發(fā)展，其分析過程能很好的符合實際結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，如圖3所示。2支撐選型2.1單管支撐選型本工程漂浮辦公室大跨鋼梁和懸挑鋼梁安裝時需搭設(shè)單管進行臨時支撐。胎架計算高度為16.35m，胎架采用雙管支撐，截面均為4400x10，圓管間每隔2.5m~3m，通過300mm長I18工字鋼進行連接，4400x10管壁與I18翼緣利用角焊縫連接，間斷焊100@100。胎架下方采用I18工字鋼、L50x4組成底部支撐。胎架頂部設(shè)置兩根I18工字鋼作為轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁與圓管采用單面角焊縫圍焊。支撐胎架應采用纜風繩與周圍結(jié)構(gòu)或地面進行固定，纜風繩直徑為15.5mm，與水平面夾角為45~60°。具體構(gòu)造如圖6所示。支撐架底部采用井字型橫梁，橫梁采用HM440X300制作，頂部橫梁采用HM340X250制作，所有鋼材為Q235B材質(zhì)，如圖8所示。3支撐驗算3.1單管支撐驗算胎架采用的是雙圓管截面，其對稱軸X為弱軸，因此只對彎矩繞弱軸方向作用的情況進行驗算。其截面特性為：A1=24504mm2，I1x=4.66x108mm4，W1x=2.33x106mm3，i1x=137.9mm纜風繩作為胎架穩(wěn)定的構(gòu)造措施，在胎架驗算時不考慮其影響作用。荷載取值：臨時支撐主要承受構(gòu)件的自重、風荷載；由于吊裝過程存在諸多不可預見的不利因素，需對主要的荷載進行工況組合。胎架自重：胎架自重為31.5kN?；詈奢d：胎架頂部所受豎向力按550kN計算，設(shè)為活載工況。風荷載：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)取值，廣州地區(qū)的10年一遇的基本風壓為：0.3kN/m2。計算時風荷載按胎架頂部取值，將其等效為線荷載直接作用在迎風面的豎桿上。根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50135-2006)得：風振系數(shù)取1.0，高度變化系數(shù)取1.0，體系系數(shù)取2.5；胎架的整體穩(wěn)定性的滿足規(guī)范要求。3.2格構(gòu)式支撐胎架驗算1)荷載取值根據(jù)臨時支撐胎架的下端標高及其反力的不同，應取豎向反力最大的支撐胎架，及計算長度大的支撐胎架進行計算。以下對計算長度大且反力取最大值為例進行強度和穩(wěn)定性的計算。鋼結(jié)構(gòu)的豎向荷載為43.5kN，考慮胎架頂部偏心受壓(偏心距為100mm)，設(shè)為工況L1。支撐主要承受構(gòu)件部分自重、風荷載；由于吊裝過程存在諸多不可預見的不利因素，需對主要的荷載進行工況組合。同時可考慮施工活荷載2kN/m2，設(shè)為工況L2。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）取值，本工程的場地類別為C級，湖南廣電地區(qū)的10年一遇的基本風壓為：0.35kN/m2。計算時風荷載按胎架頂部按標高24m取值，將其等效為線荷載直接作用在迎風面的豎桿上。根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50135-2006）得：風振系數(shù)取2.123，體型系數(shù)取1.9，高度變化系數(shù)取0.74。則風荷載標準值為：；根據(jù)桿件迎風面寬度等效轉(zhuǎn)化為單根立柱線荷載是：，設(shè)為工況W。2）荷載組合按0.9x（1.2D+1.4（L1+L2）+1.4W）（其中0.9為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)）注：D為胎架自重。支撐胎架最大豎向位移為-2.16mm，最大側(cè)向位移為-16.55mm，桿件的應力比大部分小于0.5,最大應力比為0.79小于0.8，故胎架強度、剛度滿足規(guī)范要求。（3）胎架穩(wěn)定性驗算支撐胎架高度為：24m，計算高度為24x2=48m。支撐胎架所承受荷載包括有上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向集中力47.5kN，施工活載8kN，支撐架自重30.36kN；考慮其設(shè)計荷載N=1.2x30.36+1.4x（47.5+8）=108.52kN。故支撐胎架整體穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。4結(jié)語本文通過湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程，系統(tǒng)介紹了其施工臨時支撐的選用與驗算，同時也較全面地闡述了臨時支撐的構(gòu)造設(shè)計及驗算方法。本文涉及的施工技術(shù)和方法可為今后類似工程提供借鑒和參考。參考文獻：中華人民共和國國家標準GB50017-2017.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003年.中華人民共和國國家標準GB50661-2011.鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011年.中華人民共和國國家標準GB50205-2001.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京