型钢混凝土大悬挑结构施工全过程模拟分析

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型钢混凝土大悬挑结构体系造型新颖、外观独特。一方面增强了美观效果和建筑使用空间,另一方面则增加了结构体系的复杂程度和建造难度,结构施工周期长,影响因素复杂多变。大悬挑结构在设计和施工过程中的受力与传统结构体系完全不同,不能按传统的施工工艺进行施工。因此,为保证建设工程的质量和建设工程安全、经济、顺利的进行,对大悬挑结构施工全过程进行受力分析,特别是分析主体结构和临时支撑体系在卸载过程中内力和位移的变化。在整个施工过程中,对临时支撑主要竖向受力构件进行同步现场实测。通过实测值与模拟值进行对比分析,确定支撑体系合理的卸载时间和顺序确定更加合理经济的施工顺序,具有重要意义和工程实用价值。本文以成都市来福士广场工程RCC(Raffles City Chengdu)大悬挑结构为工程背景,主要完成以下工作:①首先分别介绍目前常采用的大悬挑和大悬挂结构体系及结构受力特点,并对型钢混凝土组合结构的发展过程和国内外研究现状进行了系统的总结和分析;②阐述了大悬挑结构临时支撑体系卸载的方法,以施工力学为基础按阶段施工的分析方法对大悬挑结构的施工过程进行模拟分析,分析大悬挑结构空间受力体系的形成过程,确定临时支撑体系卸载的控制要求、卸载原则和支撑体系拆除的合理顺序;③利用有限元软件MIDAS GTS建立分析模型,对临时支撑体系进行设计和计算分析,并对临时支撑胎架的承载力和稳定性进行验算。在最不利荷载条件下,计算支撑点反力,并按计算的反力最大值对临时支撑体系进行设计;④利用有限元软件SAP2000V14建立有限元理论分析模型,对大悬挑结构临时支撑体系卸载过程进行数值模拟,确定采用“位移和受力控制兼备,以位移控制为主”的主要控制思路,⑤详细描述了成都来福士广场大悬挑结构的临时支撑体系现场实测的测点布置、传感器的安装、数据采集,将现场监测值和理论分析值进行对比分析,证实了所采用的数值模拟方法的可行性和可操作性。
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