大跨度造型屋面鋼結(jié)構(gòu)提升計(jì)算書(shū)

9.1吊裝索具選用 29.1.1下部桁架吊裝索具選擇及驗(yàn)算 29.2屋蓋鋼結(jié)構(gòu)典型吊裝單元計(jì)算分析 49.2.1分析設(shè)計(jì)說(shuō)明 49.2.2荷載與荷載組合 49.2.3吊裝驗(yàn)算結(jié)果 49.3鋼結(jié)構(gòu)施工階段過(guò)程仿真計(jì)算分析 79.3.1概要 79.3.2施工驗(yàn)算的技術(shù)措施 89.3.2.1設(shè)計(jì)驗(yàn)算依據(jù) 89.3.2.2計(jì)算假定 89.3.2.3結(jié)構(gòu)驗(yàn)算總控信息 99.3.2.4施工階段分析采用的計(jì)算模型 99.3.3屋面鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程模擬分析 109.3.3.1分析設(shè)計(jì)說(shuō)明 109.3.3.2荷載和荷載組合 119.3.3.3步驟模擬計(jì)算結(jié)果 11第1步： 119.4液壓提升工況分析 609.4.1分析計(jì)算模型 609.4.2荷載與荷載組合 609.4.2.1荷載取值 609.4.2.2荷載組合 609.4.3支座約束 619.4.4鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 619.4.4.1計(jì)算模型 629.4.4.2鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力 629.4.4.3鋼結(jié)構(gòu)變形 639.4.4.4鋼結(jié)構(gòu)反力 649.4.4.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析 649.4.5臨時(shí)支架驗(yàn)算 669.4.5.1格構(gòu)柱1計(jì)算 669.4.5.2格構(gòu)柱2計(jì)算 719.4.6結(jié)論 759.5提升區(qū)下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 769.5.1計(jì)算說(shuō)明 769.5.2計(jì)算模型 779.5.3荷載組合 779.5.4計(jì)算結(jié)果 789.5.5鋼梁校核 799.1吊裝索具選用9.1.1下部桁架吊裝索具選擇及驗(yàn)算鋼絲繩選擇：桁架分段吊裝分段最重約24.1t，單個(gè)吊點(diǎn)最不利負(fù)載為24.1*1.5/4=9.04t（考慮1.5的活載系數(shù)，按4點(diǎn)受力計(jì)算），單根鋼絲繩受力按9.04噸考慮，鋼絲繩受力按6倍的安全系數(shù)，再考慮鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)0.82，則鋼絲繩的鋼絲破斷拉力為：F=90.4×6/0.82=661.5kN。選用公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1850Mpa的6×37鋼絲繩，直徑32.5mm，查得該鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和為711kN>661.5kN，滿(mǎn)足要求。鋼絲繩的破斷拉力卸扣選擇：分段吊裝選用T-BX9.5-7/8型卸扣，額定荷載9.5t大于鋼絲繩拉力9.04t。因此本工程網(wǎng)殼吊裝選用T-BX9.5-7/8型卸扣作為吊索具安全。9.1.2網(wǎng)殼分塊吊裝索具選擇及驗(yàn)算鋼絲繩選擇：網(wǎng)殼分塊吊裝分段最重約36.9t，單個(gè)吊點(diǎn)最不利負(fù)載為36.9*1.5/4=13.84t（考慮1.5的活載系數(shù)，按4點(diǎn)受力計(jì)算），單根鋼絲繩受力按13.84噸考慮，鋼絲繩受力按6倍的安全系數(shù)，再考慮鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)0.82，則鋼絲繩的鋼絲破斷拉力為：F=138.5×6/0.82=1013kN。選用公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1850Mpa的6×37鋼絲繩，直徑39mm，查得該鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和為1020kN>1013kN，滿(mǎn)足要求。鋼絲繩的破斷拉力卸扣選擇：分段吊裝選用T-BX15-11/8型卸扣，額定荷載15t大于鋼絲繩拉力13.84t。因此本工程網(wǎng)殼吊裝選用T-BX15-11/8型卸扣作為吊索具安全。9.2屋蓋鋼結(jié)構(gòu)典型吊裝單元計(jì)算分析9.2.1分析設(shè)計(jì)說(shuō)明根據(jù)本工程吊裝區(qū)域網(wǎng)殼分塊情況，選取幾個(gè)典型吊裝單元進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝分塊的變形及構(gòu)件應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算分析結(jié)果如下。9.2.2荷載與荷載組合結(jié)構(gòu)自重由程序自動(dòng)計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行1.35倍的放大以考慮施工荷載效應(yīng)；荷載組合取分項(xiàng)系數(shù)取1.35，動(dòng)力放大系數(shù)（1.2~1.5）取1.35。因此計(jì)算荷載組合為1.35*1.35恒載。9.2.3吊裝驗(yàn)算結(jié)果（1）桁架吊裝單元X方向位移最大變形8.8mmY方向位移最大變形20.7mmZ方向位移最大變形13.8mm應(yīng)力應(yīng)變圖最大應(yīng)力70.2N/mm2（8）網(wǎng)殼吊裝分塊單元X方向位移最大變形1.78mmY方向位移最大變形2.70mmZ方向位移最大變形22.38mmXYZ方向位移最大變形22.39mm應(yīng)力應(yīng)變圖最大應(yīng)力47.5N/mm29.3鋼結(jié)構(gòu)施工階段過(guò)程仿真計(jì)算分析9.3.1概要通常整體結(jié)構(gòu)是依其在使用階段可能遇到的荷載產(chǎn)生的效應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)結(jié)果一般能夠保證結(jié)構(gòu)整體在正常使用狀態(tài)及極限狀態(tài)下的性能要求。但是，實(shí)際上建筑物是逐根構(gòu)件或逐塊子結(jié)構(gòu)施工構(gòu)筑的，結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程當(dāng)中的荷載和荷載效應(yīng)均不同于整體結(jié)構(gòu)，這種施工期間的結(jié)構(gòu)系和施工后結(jié)構(gòu)系的不同，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分析結(jié)果與實(shí)際的結(jié)構(gòu)效應(yīng)存在相當(dāng)大的差異。本工程采用分塊桁架吊裝、滿(mǎn)堂腳手架等施工方法，各桿件的內(nèi)力，在施工過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化，甚至由于個(gè)別桿件受力與其在整體受力中不同，會(huì)導(dǎo)致桿件出現(xiàn)拉壓桿的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致桿件失穩(wěn)或者超應(yīng)力，以及施工過(guò)程中部分結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中變形過(guò)大滿(mǎn)足不了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，以及不滿(mǎn)足施工過(guò)程質(zhì)量控制，危及施工安全。因此，為了確保結(jié)構(gòu)施工階段的安全及正常使用階段的安全，按照實(shí)際施工順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析是十分必要的。提升區(qū)詳細(xì)驗(yàn)算步驟詳見(jiàn)提升專(zhuān)項(xiàng)方案。9.3.2施工驗(yàn)算的技術(shù)措施9.3.2.1設(shè)計(jì)驗(yàn)算依據(jù)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)招標(biāo)圖紙以及相關(guān)技術(shù)要求，建立結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算時(shí)，做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量。使用的分析軟件為通用的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件“MIDAS/GEN”，版本號(hào)為8.8.5。本工程所有設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)要求均根據(jù)以下規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：（1）《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001（2）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012（3）《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008（4）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（5）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（6）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017（8）《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001（9）《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS230：2008(10)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020(11)《重型結(jié)構(gòu)（設(shè)備）整體提升技術(shù)規(guī)程》J11400-2009(12)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001（13）《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-20109.3.2.2計(jì)算假定1.假定材料的力學(xué)特性不隨時(shí)間的改變而發(fā)生變化，即本次計(jì)算所選用的材料均為非時(shí)間依存性材料。2.計(jì)算單元的產(chǎn)生和解除應(yīng)與相應(yīng)的施工階段一致。3.荷載的施加和解除應(yīng)與相應(yīng)的施工階段一致。4.邊界條件的變化應(yīng)與相應(yīng)的施工階段一致。5.邊界條件根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際并進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化取值。6.邊界條件一旦產(chǎn)生，其位置不再發(fā)生變化，但可根據(jù)不同的施工階段而退出計(jì)算。7.結(jié)構(gòu)整體分析的作用包括結(jié)構(gòu)自重、附加恒荷載、活載、風(fēng)荷載、雪載、溫度作用、地震等。但是，結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，所受荷載時(shí)間短，有些作用影響比較弱，比如地震作用，因此，施工階段僅考慮結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載及溫度作用等工況。9.3.2.3結(jié)構(gòu)驗(yàn)算總控信息結(jié)構(gòu)在承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下應(yīng)符合下列要求：SR式中：S–荷載或作用效應(yīng)，R–結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下應(yīng)滿(mǎn)足下列公式的要求：SdC式中： Sd–荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值(如變形、裂縫等)C–設(shè)計(jì)對(duì)該效應(yīng)的相應(yīng)限值承載能力極限狀態(tài)1)驗(yàn)算構(gòu)件承載力極限狀態(tài)時(shí)，對(duì)于非地震組合應(yīng)滿(mǎn)足：式中：γ0–結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)S–荷載或作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值R–結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值2）對(duì)于抗震設(shè)計(jì)，構(gòu)件的承載力應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：式中：γRE–承載力抗震調(diào)整系數(shù)S–荷載或作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值R–結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值9.3.2.4施工階段分析采用的計(jì)算模型施工階段計(jì)算的模型概念有兩種：一種是累加模型概念，一種是獨(dú)立模型概念。累加模型的概念就是下一個(gè)階段模型繼承了上一個(gè)階段模型的內(nèi)容(位移、內(nèi)力等)；獨(dú)立模型的概念就是每個(gè)施工階段均按當(dāng)前施工階段的所有荷載、當(dāng)前模型進(jìn)行分析，然后作為當(dāng)前施工階段的分析結(jié)果，兩個(gè)施工階段分析結(jié)果的差作為累加結(jié)果。累加模型適合于安裝過(guò)程中前、后階段銜接緊密的施工方法，比較能夠真實(shí)的反映此類(lèi)方法的施工過(guò)程，而獨(dú)立模型適用于分塊吊裝（每塊剛度要足夠大）及滿(mǎn)堂腳手架等施工過(guò)程中位移較小的情況。俯視圖軸測(cè)圖MIDAS計(jì)算模型9.3.3屋面鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程模擬分析9.3.3.1分析設(shè)計(jì)說(shuō)明由于本工程結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，用鋼量大，分析過(guò)程中采用一次性建模法，建立整個(gè)屋面鋼結(jié)構(gòu)分塊吊裝及液壓提升的施工模型，通過(guò)MidasGen8.8.5中的施工過(guò)程有限元分析功能，對(duì)該部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過(guò)程模擬，采用累加模型進(jìn)行計(jì)算，該分析考慮施工過(guò)程對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。固定屋蓋部分施工計(jì)算模型見(jiàn)下圖所示。屋蓋計(jì)算模型9.3.3.2荷載和荷載組合本安裝過(guò)程采用MIDAS/GenV8.8.5限元程序仿真分析。模型中只考慮施工階段階段（自重）為標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：1.35D；其中D為被提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重,由程序自行考慮。9.3.3.3步驟模擬計(jì)算結(jié)果第1步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移0.13mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移0.15mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移1.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力7.6N/mm2滿(mǎn)足要求第2步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移0.75mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.15mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移1.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力12.6N/mm2滿(mǎn)足要求第3步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移1.94mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.11mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移1.01mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力15.5N/mm2滿(mǎn)足要求第4步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移1.82mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.11滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移2.07mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力17.0N/mm2滿(mǎn)足要求第5步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移1.82mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.11mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移2.07mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力16.95N/mm2滿(mǎn)足要求第6步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移1.81mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.12mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移2.07mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力16.94N/mm2滿(mǎn)足要求第7步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移1.78mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移1.87mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移3.31mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力18.98N/mm2滿(mǎn)足要求第8步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位4.65mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移3.07mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移10.42mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力35.83N/mm2滿(mǎn)足要求第9步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移4.34mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移2.65mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移9.71mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力45.44N/mm2滿(mǎn)足要求第10步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移3.24mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移2.95mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移11.59mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力44.78N/mm2滿(mǎn)足要求第11步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移5.99mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移4.37mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移13.75mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力46.23N/mm2滿(mǎn)足要求第12步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移6.32mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移4.27mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移14.50mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力48.5N/mm2滿(mǎn)足要求第13步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移6.31mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移5.93mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移15.21mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力49.43N/mm2滿(mǎn)足要求第14步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移6.33mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移5.97mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移15.76mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力49.33N/mm2滿(mǎn)足要求第15步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移6.34mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移5.94mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移15.76mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力49.12N/mm2滿(mǎn)足要求第16步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移6.38mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移5.68mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移15.94mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力49.07N/mm2滿(mǎn)足要求第17步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移9.47mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移10.48mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移59.49mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力152.55N/mm2滿(mǎn)足要求第18步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移9.47mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移10.48mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移59.49mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力152.55N/mm2滿(mǎn)足要求第19步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移69.79mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移30.15mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力304.2N/mm2滿(mǎn)足要求（桿件超應(yīng)力加固方式見(jiàn)本方案4.5.3.3節(jié)第7條內(nèi)容，P62-63）第20步(施工六區(qū)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成)：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移69.73mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移30.76mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.01mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力302.63N/mm2滿(mǎn)足要求（桿件超應(yīng)力加固方式見(jiàn)本方案4.5.3.3節(jié)第7條內(nèi)容，P62-63）第21步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移69.9mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移30.46mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力311.67N/mm2滿(mǎn)足要求（桿件超應(yīng)力加固方式見(jiàn)本方案4.5.3.3節(jié)第7條內(nèi)容，P62-63）第22步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移70.6mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移21.88mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力125.60N/mm2滿(mǎn)足要求第23步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移70.76mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移22.76mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.00mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力124.23N/mm2滿(mǎn)足要求第24步：位移云圖（Dx，單位：mm）最大位移70.54mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dy，單位：mm）最大位移23.83mm滿(mǎn)足要求位移云圖（Dz，單位：mm）最大位移161.14mm滿(mǎn)足要求應(yīng)力云圖（單位：N/mm2）最大應(yīng)力135.33N/mm2滿(mǎn)足要求

9.4液壓提升工況分析9.4.1分析計(jì)算模型本次工程鋼結(jié)構(gòu)采用液壓提升，提升的具體施工步驟見(jiàn)安裝單位的施工組織設(shè)計(jì)文件。本次計(jì)算，僅計(jì)算提升過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)及臨時(shí)措施的受力反應(yīng)、變形狀況和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及支撐的反力等。本工程采用SAP2000Ver17.3.0進(jìn)行分析，SAP2000為國(guó)際上通用的有限元計(jì)算分析程序，其計(jì)算分析功能強(qiáng)大，可采用中國(guó)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。按照?qǐng)D紙，構(gòu)件為Q355鋼，提升架主肢為Q235，臨時(shí)措施為Q345鋼。彈性模量E（N/mm2）剪變模量（N/mm2）線(xiàn)膨脹系數(shù)（以每℃計(jì)）質(zhì)量密度（kg/m3）2.06×1057.9×1041.2×10-578509.4.2荷載與荷載組合9.4.2.1荷載取值根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012），該結(jié)構(gòu)主要應(yīng)考慮以下荷載和作用：（1）永久荷載結(jié)構(gòu)自重——按鋼材重度為78.5kN/m3，由程序自動(dòng)計(jì)算。（2）可變荷載風(fēng)荷載：分項(xiàng)取值基本風(fēng)壓0.45kN/m2地面粗糙度C類(lèi)風(fēng)振系數(shù)1.3風(fēng)壓高度影響系數(shù)1.13風(fēng)荷載計(jì)算如下：計(jì)算得總的水平風(fēng)力為Fx=130KN、Fy=130KN。9.4.2.2荷載組合荷載組合依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）選取如下情況進(jìn)行計(jì)算：豎向荷載為鋼結(jié)構(gòu)自重（結(jié)構(gòu)自重系數(shù)1.2），按照最不利的荷載取值；水平力為鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載。豎向荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)1.3，風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)1.5，應(yīng)力計(jì)算時(shí)考慮如下荷載組合：1.3DEAD+1.5LIVE+1.5×0.6WX1.3DEAD+1.5LIVE+1.5×0.6WY1.3DEAD+1.5×0.7LIVE+1.5WX1.3DEAD+1.5×0.7LIVE+1.5WY計(jì)算變形時(shí)，不考慮分項(xiàng)系數(shù)，考慮如下荷載組合：1.0DEAD+1.0LIVE+1.0WX1.0DEAD+1.0LIVE+1.0WY9.4.3支座約束提升吊點(diǎn)—Z向固定、XY向彈簧。9.4.4鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)算說(shuō)明：施工六區(qū)LJ1單元提升范圍，提升吊點(diǎn)6組，設(shè)置6組臨時(shí)塔架作為提升平臺(tái)；施工六區(qū)LJ1單元吊點(diǎn)布置圖說(shuō)明：施工六區(qū)LJ1+LJ2單元提升范圍，提升吊點(diǎn)6組，設(shè)置6組臨時(shí)塔架作為提升平臺(tái)；施工六區(qū)LJ1+LI2單元吊點(diǎn)布置圖9.4.4.1計(jì)算模型DEAD9.4.4.2鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力9.4.4.3鋼結(jié)構(gòu)變形結(jié)構(gòu)變形示意圖9.4.4.4鋼結(jié)構(gòu)反力9.4.4.5結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析作用在結(jié)構(gòu)上的荷載即為自重，結(jié)構(gòu)的前幾階失穩(wěn)模態(tài)如下：第一階失穩(wěn)模態(tài)第二階失穩(wěn)模態(tài)第三階失穩(wěn)模態(tài)結(jié)構(gòu)的臨界荷載安全系數(shù)最小值為12均大于1，滿(mǎn)足規(guī)范的穩(wěn)定系數(shù)要求，結(jié)構(gòu)安全。9.4.5臨時(shí)支架驗(yàn)算9.4.5.1格構(gòu)柱1計(jì)算格構(gòu)柱1的高度為47.0m，格構(gòu)柱主管采用Φ609×16鋼管，材質(zhì)為Q235。次桿采用Φ219×8鋼管，布置方式為桁架式，格構(gòu)柱截面桿件的中心間距2500mm×2500mm，格構(gòu)柱立面布置四層桁架式次桿，如下圖所示：作用在格構(gòu)柱頂面的荷載為提升荷載和風(fēng)荷載，如下圖所示：作用在格構(gòu)柱頂面的恒載Dead為45t，即為450kN。作用在格構(gòu)柱頂面的風(fēng)荷載Wind為45kN。應(yīng)力計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.3Dead+1.5Wind；穩(wěn)定計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.3Dead+1.5Wind；變形計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.0Dead+1.0Wind。提升過(guò)程次桿件桁架拆換介紹：按照受力情況，提升過(guò)程分以下幾個(gè)步驟：當(dāng)提升至第一層次桿(11.75m)標(biāo)高時(shí)；當(dāng)提升至第一層次桿(11.75m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除11.75m標(biāo)高處次桿桁架；當(dāng)提升至第二層次桿(23.5m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除23.5m標(biāo)高處次桿桁架；當(dāng)提升至第三層次桿(35.25m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除35.25m標(biāo)高處次桿桁架。提升過(guò)程應(yīng)力計(jì)算：按照前述荷載組合，提升各階段的應(yīng)力如下圖：沒(méi)有桿件報(bào)紅，最大應(yīng)力比0.230，所有桿件的應(yīng)力比均小于1，滿(mǎn)足安全要求。提升過(guò)程格構(gòu)柱柱頂變形：按照前述荷載組合，提升各階段柱頂變形如下：格構(gòu)柱頂?shù)淖畲笏阶冃?25，柱高42350mm，變形為柱高的125/42350=1/338，小于1/200的懸挑變形限值，滿(mǎn)足使用要求。格構(gòu)柱穩(wěn)定驗(yàn)算：在上述荷載組合作用下，各階失穩(wěn)模態(tài)如下：第一階失穩(wěn)模態(tài)第二階失穩(wěn)模態(tài)第三階失穩(wěn)模態(tài)各階失穩(wěn)模態(tài)對(duì)應(yīng)的臨界荷載安全系數(shù)如下表：最小失穩(wěn)安全系數(shù)為5.43，大于1，滿(mǎn)足穩(wěn)定安全要求。9.4.5.2格構(gòu)柱2計(jì)算格構(gòu)柱2的高度為42.35m，格構(gòu)柱主管采用Φ609×16鋼管，材質(zhì)為Q235。次桿采用Φ219×8鋼管，布置方式為桁架式，格構(gòu)柱截面桿件的中心間距2500mm×2500mm，格構(gòu)柱立面布置四層桁架式次桿，如下圖所示：作用在格構(gòu)柱頂面的荷載為提升荷載和風(fēng)荷載，如下圖所示：作用在格構(gòu)柱頂面的恒載Dead為70t，即為700kN。作用在格構(gòu)柱頂面的風(fēng)荷載Wind為45kN。應(yīng)力計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.3Dead+1.5Wind；穩(wěn)定計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.3Dead+1.5Wind；變形計(jì)算時(shí)采用的荷載組合為1.0Dead+1.0Wind。提升過(guò)程次桿件桁架拆換介紹：按照受力情況，提升過(guò)程分以下幾個(gè)步驟：當(dāng)提升至第一層次桿(10.6m)標(biāo)高時(shí)；當(dāng)提升至第一層次桿(10.6m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除10.6m標(biāo)高處次桿桁架；當(dāng)提升至第二層次桿(21.2m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除21.2m標(biāo)高處次桿桁架；當(dāng)提升至第三層次桿(31.8m)標(biāo)高時(shí)，先在其下4.0m標(biāo)高處安裝一層同樣的次桿桁架，然后拆除31.8m標(biāo)高處次桿桁架。提升過(guò)程應(yīng)力計(jì)算：按照前述荷載組合，提升各階段的應(yīng)力如下圖：沒(méi)有桿件報(bào)紅，最大應(yīng)力比0.218，所有桿件的應(yīng)力比均小于1，滿(mǎn)足安全要求。提升過(guò)程格構(gòu)柱柱頂變形：按照前述荷載組合，提升各階段柱頂變形如下：格構(gòu)柱頂?shù)淖畲笏阶冃?5，柱高42350mm，變形為柱高的85/42350=1/498，小于1/200的懸挑變形限值，滿(mǎn)足使用要求。格構(gòu)柱穩(wěn)定驗(yàn)算：在上述荷載組合作用下，各階失穩(wěn)模態(tài)如下：第一階失穩(wěn)模態(tài)第二階失穩(wěn)模態(tài)第三階失穩(wěn)模態(tài)各階失穩(wěn)模態(tài)對(duì)應(yīng)的臨界荷載安全系數(shù)如下表：最小失穩(wěn)安全系數(shù)為6.85，大于1，滿(mǎn)足穩(wěn)定安全要求。9.4.6結(jié)論（1）由以上分析可知，鋼結(jié)構(gòu)豎向位移最大值為180mm，結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力比為0.765，位移和應(yīng)力值均滿(mǎn)足規(guī)范要求。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017），本工程鋼結(jié)構(gòu)撓度控制在L/400以?xún)?nèi)（L為鋼結(jié)構(gòu)跨度）。（2）臨時(shí)措施驗(yàn)算：最大應(yīng)力0.23，豎向變形最大3mm，水平變形最大125mm，滿(mǎn)足提升工況要求。綜上，結(jié)構(gòu)在整個(gè)提升過(guò)程中位移和應(yīng)力滿(mǎn)足規(guī)范要求。

9.5提升區(qū)下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 9.5.1計(jì)算說(shuō)明施工六區(qū)提升塔架下方結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析依據(jù)設(shè)計(jì)資料和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)施工階段的實(shí)際荷載對(duì)結(jié)構(gòu)梁和樓板進(jìn)行計(jì)算分析。本次驗(yàn)算利用Midasgen8.36有限元分析軟件進(jìn)行建模計(jì)算和設(shè)計(jì)，模擬荷載的施加，對(duì)結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行了驗(yàn)算，樓板用軟件計(jì)算內(nèi)力，并通過(guò)手算校核，驗(yàn)算結(jié)果能夠滿(mǎn)足要求。在塔架底部的鋼梁埋件位置底部的首層混凝土梁下方設(shè)置鋼支撐，鋼管截面為P325X16。支撐點(diǎn)位布置圖如下：提升架底部反頂設(shè)置

9.5.2計(jì)算模型計(jì)算模型恒載樓板和鋼梁自重，由程序自行計(jì)算?；钶d提升架四肢反力，取單個(gè)提升架四肢中的最大反力值計(jì)算。9.5.3荷載組合9.5.4計(jì)算結(jié)果梁最大正彎矩為819.2，梁最大負(fù)彎矩為1230.5梁最大剪力Vmax，1005.3KN結(jié)論：混凝土梁在荷載作用下梁最大正彎矩為819.2，梁最大負(fù)彎矩為1230.5，梁最大剪力為1005.3KN。

9.5.5鋼梁校核9.5.1.1

C35

fc=16.7N/mm2

ft=1.57N/mm2

Ec=3.10×104N/mm2鋼筋種類(lèi):

HRB400

fy=360N/mm2

Es=2.0×105N/mm2最小配筋率:ρ=0.200%保護(hù)層厚度:c=20mm 縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至近邊距離:as=78mm,as’=78mm二、梁抗彎校核（1）中間跨抗彎校核梁的正截面抗彎計(jì)算1.0×16.7×500×x=360×（8042.5-6434）x=69.35＜2as’=156mm梁的正彎矩計(jì)算M<360×2945.2×(1080-78）M<2460.51KN·m經(jīng)計(jì)算得到梁最多承受2460.51KN·m正彎矩，經(jīng)計(jì)算梁最大正彎矩為687.4KN·m，因此正彎矩滿(mǎn)足要求。梁的負(fù)彎矩計(jì)算1.0×16.7×500×x=360×（6434-8042.5）x=-69.35<2as’=156mmM<360×6434×(1080-78)M<2320.87KN·m經(jīng)計(jì)算得到梁最多承受2320.87KN·m負(fù)彎矩，計(jì)算施工過(guò)程中最大負(fù)彎矩為1230.5KN·m，滿(mǎn)足要求。主梁剪力：V<0.7βhftbh0+fyv（Asv/s）h0=0.7*(1080/800)0.25*1.57*500*1080+360*(314.2/100)*1080=1772.02kN根據(jù)計(jì)算結(jié)果，主梁的抗剪承載力為1772.02KN，計(jì)算梁內(nèi)最大剪力538.4KN，滿(mǎn)足要求。

9.5.1.2

C35

fc=16.7N/mm2

ft=1.57N/mm2

Ec=3.10×104N/mm2鋼筋種類(lèi):

HRB400

fy=360N/mm2

Es=2.0×105N/mm2最小配筋率:ρ=0.200%保護(hù)層厚度:c=20mm 縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至近邊距離:as=78mm,as’=78mm梁抗彎校核（1）中間跨抗彎校核梁的正截面抗彎計(jì)算1.0×16.7×500×x=360×（5629.7-8846.7）x=-138.7＜2as’=156mm梁的正彎矩計(jì)算M<360×5629.7×(1180-78）M<2233.4KN·m經(jīng)計(jì)算得到梁最多承受2233.4KN·m正彎矩，經(jīng)計(jì)算梁最大正彎矩為580.9KN·m，因此負(fù)彎矩滿(mǎn)足要求。梁的負(fù)彎矩計(jì)算1.0×16.7×400×x=360×（8846.7-5629.7）x=138.7<2as’=156mmM<360×8846.7×(1180-78)M<3509.7KN·m經(jīng)計(jì)算得到梁最多承受3509.7KN·m負(fù)彎矩，計(jì)算施工過(guò)程中最大負(fù)彎矩為1204.5KN·m，滿(mǎn)足要求。主梁剪力：V<0.7βhftbh0+fyv（Asv/s）h0=0.7*(1080/800)*0.25*1.57*500*1180+360*(314.2/100)*1180=1922.92kN根據(jù)計(jì)算結(jié)果，主梁的抗剪承載力為1922.92KN，計(jì)算梁內(nèi)最大