CN117113745B - 塔吊交叉梁基础的受力复核方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法及系统,其中,方法包括:构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,所述BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,所述第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,所述第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果。采用本申请实施例,可以提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及建筑结构计算领域,具体涉及一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法及系统。
背景技术
地铁上盖TOD项目是指在地铁站上方进行的TOD开发项目。由于地铁站的交通枢纽作用及其重要的城市地位,在地铁站上方开发具有多种用途的建筑物,能够充分利用地铁站的交通和商业优势,提高城市的可持续性和生活品质。在地铁上盖TOD项目中,由于建筑高度限制、土地利用等原因,常常需要使用塔吊进行建筑施工。而塔吊需要通过基础来保证其在施工过程中的稳定性和安全性。
一般的塔吊基础为桩承台基础或天然承台基础,可在平整地面上修筑而成。但是对于地铁车辆段上盖的TOD项目而言,其上部主体开发时,已完成下部地铁车辆段主体结构施工,且为避免地铁车辆段的运营,往往无法通过新增竖向结构或设置回顶支撑体系来传递塔吊上部传来的荷载。此时,无法按常规方式布置塔吊基础。
现有技术通过在地铁上盖设置钢筋混凝土十字交叉梁,把塔吊荷载传递至周边的既有竖向结构,进而对其进行受力复核。但其所分析的塔吊交叉梁基础均呈“正十字”布置(两交叉梁夹角为直角),但是由于地铁上盖TOD项目建筑设计需要以及地形空间条件的限制,实际的塔吊交叉梁基础呈“非十字”布置(两交叉梁夹角为非直角),因此,若采用现有技术对“非十字”塔吊交叉梁基础进行受力复核,得到的复核结果准确性较低。
发明内容
本申请提供了一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法及系统,可以提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性。
第一方面,本申请提供了一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法,包括:
构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,所述BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,所述第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,所述第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;
对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;
根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果。
通过采用上述技术方案,在“非十字”塔吊交叉梁基础的设计中,由于交叉梁所在平面的夹角不是90度,使得其节点受力特性与传统十字塔吊交叉梁基础存在很大差异,因此,可基于BIM模型对不同第一夹角的“非十字”塔吊交叉梁基础进行受力分析,从而可根据其弯矩内力表达式和剪力表达式对BIM模型进行受力复核,以提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性。
可选的,所述受力分析包括竖向集中荷载作用、塔吊倾覆弯矩作用以及均布自重荷载作用中的至少一种,所述对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式,包括:
分析所述BIM模型的竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
和/或,
分析所述BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式;
和/或,
分析所述BIM模型的均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式。
通过采用上述技术方案,分析塔吊交叉梁基础竖向集中荷载作用、塔吊倾覆弯矩作用以及均布自重荷载作用,从而得到对应的弯矩内力表达式和剪力表达式,从而可从不同角度对BIM模型进行受力复核,进而提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性。
可选的,所述分析所述BIM模型的竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加竖向集中载荷力,分析施加竖向集中载荷力后的BIM模型进行竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
其中,所述第一弯矩内力表达式包括:
MpH1(x)=MH1(x)+Mc1H1(x)+Md1H1(x);
式中,MpH1(x)为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下的第一弯矩力;x为第一固定梁的截面位置;MH1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布载荷引起的弯矩力;其中,所述第一剪力表达式包括:
其中,L1=L1a+L1b;
式中,Va1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下A端支座处的剪力大小,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离,F1为第一固定梁受竖向集中载荷力的大小;
式中,Vb1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下B端支座处的剪力大小;
其中,当x≤L1a时,当x≥L1a时,/>
式中,ΔH1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用处挠度大小,E为第一固定梁钢筋混凝土弹性模量,I1为第一固定梁的截面惯性矩;
式中,h1为第一固定梁的截面高度;b1为第一固定梁的截面宽度;
式中,G为第一固定梁所受的重力,L2为第一固定梁的长度,L2a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L2b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离;
式中,F2为第二固定梁受竖向集中载荷力的大小。
通过采用上述技术方案,根据分析BIM模型的竖向集中载荷作用,得到第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式,从而可根据第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式对BIM模型进行受力复核,进而可有效避免竖向集中载荷作用对“非十字”塔吊交叉梁基础的影响。
可选的,所述分析所述BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加塔吊倾覆弯矩力,分析施加塔吊倾覆弯矩力后的BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式;
其中,所述第二弯矩内力表达式包括:
MpW1(x)=MW1(x)+Mc1W1(x)+Md1W1(x);
式中,MpW1(x)为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩力,MW1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布塔吊倾覆弯矩力,x为截面位置;
其中,或,式中,M1为塔吊倾覆弯矩作用在第一固定梁上的弯矩大小值,M2为塔吊倾覆弯矩作用在第二固定梁上的弯矩大小值,α为第一夹角,Mβ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时倾覆弯矩的大小值,β为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时,第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最小的第二夹角,Mγ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时倾覆弯矩的大小值,γ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时,第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最小的第二夹角;
其中,当x<L1a时,当x>L1a时,/>
式中,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离;
其中,所述第二剪力表达式包括:
式中,Va1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下A端支座处剪力大小,Vb1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下B端支座处剪力大小。
通过采用上述技术方案,根据分析BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式,从而可根据第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式对BIM模型进行受力复核,进而可有效避免塔吊倾覆弯矩作用对“非十字”塔吊交叉梁基础的影响。
可选的,所述分析所述BIM模型的均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加均布自重荷载力,分析施加均布自重荷载力后的BIM模型进行均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式;
其中,所述第三弯矩内力表达式包括:
式中,Mpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载力作用下的第三弯矩力,x为第一固定梁的截面位置;q1为第一固定梁所受自重荷载力大小,L1为第一固定梁的长度;
其中,所述第三剪力表达式包括:
式中,Vpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载作用下的剪力大小。
通过采用上述技术方案,根据分析BIM模型的均布自重荷载作用,得到第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式,从而可根据第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式对BIM模型进行受力复核,进而可有效避免均布自重荷载作用对“非十字”塔吊交叉梁基础的影响。
可选的,所述根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果,包括:
根据塔吊交叉梁基础的设计需求,调整所述弯矩内力表达式以及剪力表达式中所述BIM模型的参数;
当所述BIM模型满足所述设计需求时,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果。
通过采用上述技术方案,可根据其弯矩内力表达式和剪力表达式对BIM模型进行受力复核,以提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性
在本申请的第二方面提供了一种塔吊交叉梁基础的受力复核系统,包括:
BIM模型构建模块,用于构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,所述BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,所述第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,所述第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;
BIM模型受力分析模块,用于对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;
BIM模型快速复核模块,用于根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果。
在本申请的第三方面提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
在本申请的第四方面提供了一种服务器,包括:处理器、存储器;其中,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。
综上所述,本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
通过采用本申请技术方案,在“非十字”塔吊交叉梁基础的设计中,由于交叉梁所在平面的夹角不是90度,使得其节点受力特性与传统十字塔吊交叉梁基础存在很大差异,因此,可基于BIM模型对不同第一夹角的“非十字”塔吊交叉梁基础进行受力分析,从而可根据其弯矩内力表达式和剪力表达式对BIM模型进行受力复核,以提高“非十字”塔吊交叉梁基础受力复核的准确性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的一种塔吊交叉梁基础BIM模型的示意图;
图3是本申请实施例提供的一种竖向集中荷载作用的示意图;
图4是本申请实施例提供的一种塔吊倾覆弯矩力作用的示意图;
图5是本申请实施例提供的一种自重荷载力作用的示意图;
图6是本申请实施例提供的一种截面弯矩力示意图;
图7是本申请实施例提供的一种塔吊交叉梁基础的受力复核系统的结构示意图;
图8是本申请实施例的公开的一种电子设备的结构示意图。
附图标记说明:701、BIM模型构建模块;702、BIM模型受力分析模块;703、BIM模型快速复核模块;800、电子设备;801、处理器;802、存储器;803、用户接口;804、网络接口;805、通信总线。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本申请实施例的描述中,“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个系统是指两个或两个以上的系统,多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
对于传统的TOD项目而言,由于下部地铁车辆段主体结构已经施工完成并已投入使用,因此在原地面布设塔吊基础会对现有的地铁车辆段造成不可逆的影响,需增加竖向结构和回顶支撑体系来传递上部塔吊传来的荷载。但是,这需要大量的时间和资源,从而影响工程的进度和成本。因此,本申请实施例提出了一种新的基础布设方案来解决这个问题。
在本申请实施例中,首先需要在竖向结构之间设置一根“偏十字”形状的塔吊基础梁。这个基础梁可以处理塔吊上部传来的各种力,将荷载传递至四个方向的竖向结构上,并确保传递的荷载不会对现有的地铁车辆段造成影响。在进行塔吊基础梁的设计时,需要考虑上部传递的荷载、基础梁的长度和形状、竖向结构的布局和强度等多种因素。
同时,在设计过程中,还需要考虑到现有结构的加固问题。在TOD项目中,由于受限于线路维护和其他方面的要求,可能无法对原有竖向结构进行过多的加固工作。因此,本申请实施例还提出了一种扩大预留柱头的加固方式,以对原有竖向结构进行补强,确保其具有足够的承载能力。这种加固方式可以规避原钢筋布设较密集以至难以在原位植钢筋的问题,同时还可以在竖向结构上方留出足够的植筋空间,方便加固施工。
在传统的基础布置方式中,“正十字”布置形式是最常见的,在塔吊和其他设备的支撑下可以很好地支持各种力。然而,在TOD项目施工中,由于受限于既有竖向结构间的位置关系,交叉梁间无法形成“正十字”的布置形式。
因此,本申请实施例提出了一种“偏十字”布置形式。在这种布置形式下,塔吊基础梁仍然可以将荷载传递至四个方向的竖向结构上,并确保传递的荷载不会对现有的地铁车辆段造成影响。此外,本申请实施例还可以根据既有竖向结构的位置进行灵活布置,以适应TOD项目的具体要求。在设计施工时,需要详细分析竖向结构的位置和方向,以确定基础梁的长度和强度,以确保基础梁能够适应各种荷载的传递。
进一步地,对于“偏十字”布置方式,由于交叉梁的位置不同,使得固定梁的受力状态会发生变化。与传统的“正十字”布置方式相比,固定梁交汇处的竖向位移协调存在一定的挑战,而且交叉梁之间的荷载分配也会发生变化,这些因素都会对塔吊塔吊交叉梁基础的受力情况产生影响。
为了确保基础设计的可靠性和安全性,本申请实施例提出了一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法。该方法基于固定梁交汇处竖向位移协调的特点展开受力分析。通过建立基础结构模型,获得基础结构的受力分布情况,并根据受力情况进行基础结构的参数化设计,以确保基础设计的可靠性和安全性。
在一个实施例中,请参考图1,特提出了一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法,该方法可依赖于计算机程序实现,可依赖于单片机实现,也可运行于基于冯诺依曼体系的基于塔吊交叉梁基础的受力复核系统上。该计算机程序可集成在应用中,也可作为独立的工具类应用运行。具体的,该方法可以包括以下步骤:
步骤101:构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度。
其中,第一固定梁和第二固定梁可以理解为构成塔吊交叉梁基础的两根固定梁结构,其中,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最大的夹角大于或等于90度可以理解为,当第一夹角为90度时,上述塔吊交叉梁基础呈“正十字”布置;当第一夹角大于90度时,上述塔吊交叉梁基础呈“非十字”布置。
具体的,请参照图2,图2示出了本申请实施例提供的一种塔吊交叉梁基础BIM模型的示意图。
示例性地,可采用有限元技术构建塔吊交叉梁基础的有限元模型,以及构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,其中,有限元模型是一种通用的数值计算模型,采用有限单元法进行计算。它可以应用于多种结构和载荷形式下的数值分析,可以起到通用分析工具的作用。BIM模型是基于构件的信息模型,存储了构件的几何参数、属性参数等信息。在BIM模型中可以设置结构力学公式,并通过编程实现自动计算,更适合塔吊交叉梁基础结构形式的理论分析,也可以更快捷地进行多个塔吊交叉梁基础布设方案之间的比较,优选出最佳方案,再通过有限元模型进行复核,进一步进行结构受力情况的验证。
有限元模型可以用来验证BIM模型中设置的力学公式的准确性;而BIM模型中理论计算的参数化特点又可以方便的为有限元模型的建模和计算提供数据支持。使用两个模型分别对同一结构进行计算分析,可以相互验证两种方法的计算精度和结果可靠性。
步骤102:对BIM模型进行受力分析,得到BIM模型在受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式。
进一步的,在构建完塔吊交叉梁基础的BIM模型后,需要对模型进行受力分析。BIM软件通常配备有力学计算的功能,可以自动计算出模型在不同荷载下的弯矩内力和剪力。在对BIM模型进行受力分析后,可得到BIM模型的弯矩内力表达式和剪力表达式,从而可通过弯矩内力表达式和剪力表达式进行受力复核。
示例性地,在本申请实施例中,受力分析包括竖向集中荷载作用、塔吊倾覆弯矩作用以及均布自重荷载作用中的至少一种。在一种可行的实施方式中,可分析BIM模型的竖向集中载荷作用,得到BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式。在另一种可行的实施方式中,可分析BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式。在另一种可行的实时方式中,可分析BIM模型的均布自重荷载作用,得到BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式。
需要说明的是,在通过弯矩内力表达式和剪力表达式,对BIM模型进行受力复核时,可结合上述三种受力分析的至少一种,在此不做具体限定。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,可对BIM模型施加竖向集中载荷力,分析施加竖向集中载荷力后的BIM模型进行竖向集中载荷作用,得到BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式。
当竖向集中载荷作用在塔吊交叉梁基础上时,其会产生弯矩和剪力,对塔吊交叉梁基础结构产生影响。
竖向集中载荷作用在基础上,会产生一个垂直于基础的力,同时也会产生一个力臂。由于塔吊交叉梁基础的形状和尺寸不同,有可能导致该力臂产生不同的距离,使得在塔吊交叉梁基础上产生不同大小的弯矩力。在竖向集中载荷作用下,若基础处于一个开口朝上的梁的位置,由于其较弱的抗弯承载能力,可能会导致弯曲或者破坏。此时,需要采取措施预防弯矩产生的破坏,例如加宽塔吊交叉梁基础底部的宽度、增加塔吊交叉梁基础钢筋的直径等。
当竖向集中载荷作用在塔吊交叉梁基础上时,会在基础的两端处产生剪力作用,这是由于负载的方向和基础本身的形状以及尺寸有关。此时,处于塔吊交叉梁基础的端部可能需要承担更大的力量,从而使其承载能力不足。在此情况下,需要采取措施增强基础的剪切强度,如加固塔吊交叉梁基础底面附近的支座、加深塔吊交叉梁基础沉降深度、增大塔吊交叉梁基础的强度和受力面积等。
具体的,可参照图3,图3示出了本申请实施例提供的一种竖向集中荷载作用的示意图,其中,图3(a)为竖向集中力作用于第一固定梁的受力示意图,图3(b)为竖向集中力作用于第一固定梁的产生的弯矩内力示意图,图3(c)为竖向集中力作用于第二固定梁的受力示意图。
其中,第一弯矩内力表达式包括:
MpH1(x)=MH1(x)+Mc1H1(x)+Md1H1(x);
式中,MpH1(x)为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下的第一弯矩力;x为第一固定梁的截面位置;MH1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布载荷引起的弯矩力;其中,第一剪力表达式包括:
其中,L1=L1a+L1b;
式中,Va1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下A端支座处的剪力大小,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离,F1为第一固定梁受竖向集中载荷力的大小;
式中,Vb1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下B端支座处的剪力大小;
其中,当x≤L1a时,当x≥L1a时,/>
式中,ΔH1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用处挠度大小,E为第一固定梁钢筋混凝土弹性模量,I1为第一固定梁的截面惯性矩;
式中,h1为第一固定梁的截面高度;b1为第一固定梁的截面宽度;
式中,G为第一固定梁所受的重力,L2为第一固定梁的长度,L2a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L2b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离;
式中,F2为第二固定梁受竖向集中载荷力的大小。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,可对BIM模型施加塔吊倾覆弯矩力,分析施加塔吊倾覆弯矩力后的BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式。
具体的,当塔吊倾覆时,其重心所在的线可能不在竖直方向上,产生的力矩会在塔吊交叉梁基础上产生弯矩和剪力,对基础结构产生影响。
在塔吊倾覆的过程中,由于塔吊臂及其所带重物的重量作用于基础上的距离不同,从而在塔吊交叉梁基础上产生不同大小的弯矩力。这些弯矩力作用于塔吊交叉梁基础后会产生弯曲变形,如果弯矩过大,就有可能导致塔吊交叉梁基础结构损坏。此时,需要根据实际情况对塔吊交叉梁基础结构进行强化处理,例如加大塔吊交叉梁基础的截面积、加粗钢筋、增加支撑和固定等。
在塔吊倾覆的过程中,塔吊交叉梁基础还可能受到剪力作用。这是由于位于塔吊交叉梁基础两端的支座处受到不同程度的横向力,从而在塔吊交叉梁基础上产生了不同程度的剪力。同样,如果剪力过大,就会对塔吊交叉梁基础的稳定性产生影响,严重时会导致塔吊交叉梁基础的破坏和垮塌。此时,需要采取一系列措施,例如加固塔吊交叉梁基础两端的支座、加大塔吊交叉梁基础的强度等。
具体的,可参照图4,图4示出了本申请实施例提供的一种塔吊倾覆弯矩力作用的示意图,其中,图4(a)为倾覆弯矩的分解受力示意图,图4(b)为倾覆弯矩荷载作用下的第一固定梁受力示意图。
其中,第二弯矩内力表达式包括:
MpW1(x)=MW1(x)+Mc1W1(x)+Md1W1(x);
式中,MpW1(x)为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩力,MW1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布塔吊倾覆弯矩力,x为截面位置;
其中,或,式中,M1为塔吊倾覆弯矩作用在第一固定梁上的弯矩大小值,M2为塔吊倾覆弯矩作用在第二固定梁上的弯矩大小值,α为第一夹角,Mβ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时倾覆弯矩的大小值,β为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最小的第二夹角,Mγ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时倾覆弯矩的大小值,γ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最小的第二夹角;
其中,当x<L1a时,当x>L1a时,/>
式中,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离;
其中,第二剪力表达式包括:
式中,Va1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下A端支座处剪力大小,Vb1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下B端支座处剪力大小。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,可对BIM模型施加均布自重荷载力,分析施加均布自重荷载力后的BIM模型进行均布自重荷载作用,得到BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式。
具体的,当交叉梁本身和其支撑的建筑物或结构的自重荷载是均布荷载时,会在塔吊交叉梁基础上产生弯矩和剪力,对基础结构产生影响。
在建筑物或结构的自重荷载作用下,塔吊交叉梁基础会产生一个横向方向的弯曲力矩。将这个弯曲力矩传递到塔吊交叉梁基础上,会在塔吊交叉梁基础的一侧产生其它一侧所没有的应力,从而导致轻微的弯曲或破坏,特别是在跨度较大的情况下。此时,需要在设计时充分考虑到自重荷载对塔吊交叉梁基础的影响,并采取相应的措施,例如增加塔吊交叉梁基础截面的面积、加大钢筋的直径等,从而增加基础的承载能力。
在建筑物或结构的自重荷载作用下,塔吊交叉梁基础会在中心处产生一个向下的剪力,将其传递到基础上,会在基础两端产生不同大小的剪力。特别是对于那些跨度较大或结构不均衡的塔吊交叉梁基础的剪切应力会增大,从而导致其承载能力降低。在此情况下,需要针对不同类型的塔吊交叉梁基础选择合适的基础设计,以确保塔吊交叉梁基础承载能力的可靠性。
具体的,可参照图5,图5示出了本申请实施例提供的一种自重荷载力作用的示意图。
其中,第三弯矩内力表达式包括:
式中,Mpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载力作用下的第三弯矩力,x为第一固定梁的截面位置;q1为第一固定梁所受自重荷载力大小,L1为第一固定梁的长度;
其中,第三剪力表达式包括:
/>
式中,Vpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载作用下的剪力大小。
需要说明的是,上述实施例都主要是对第一固定梁的受力作用进行分析,由于第一固定梁和第二固定梁在塔吊交叉梁基础中呈对称结构,因此,在本申请实施例中,对第二固定梁的相关描述不做过多赘述。
步骤103:根据弯矩内力表达式和剪力表达式,对BIM模型进行受力复核,得到塔吊交叉梁基础的复核结果。
具体的,在“非十字”塔吊交叉梁基础工况下,塔吊塔吊交叉梁基础的两根固定梁受力状态发生变化。因此,可基于固定梁交汇处竖向位移协调的特点展开受力分析,并把该验算过程内嵌至BIM的参数化基础族中。通过调整梁截面参数、角度参数、长度参数等,以实现多方案间三维模拟和电算化的快速受力复核。
在一种可行的实施方式中,上述步骤103:根据弯矩内力表达式和剪力表达式,对BIM模型进行受力复核,得到塔吊交叉梁基础的复核结果,具体还可以包括以下步骤:
根据塔吊交叉梁基础的设计需求,调整弯矩内力表达式以及剪力表达式中BIM模型的参数,当BIM模型满足设计需求时,得到塔吊交叉梁基础的复核结果。
示例性地,可以先确定两根固定梁的截面宽度“B1”、“B2”。首先需要测量现场四处竖向结构,确定距离较近、可以使两交叉梁水平投影夹角接近90°的竖向结构,以便后续调整固定梁截面参数。通过测量竖向结构的宽度,可以确定塔吊交叉梁基础两根固定梁截面上的水平宽度,即截面宽度“B1”、“B2”。
进一步地,通过调整两根固定梁的截面高度“H1”、“H2”,使得两根固定梁的“竖向承载力分配系数”处于0.33~0.66之间。可将确定好的两根固定梁的截面宽度作为基础参数输入到参数化基础族中。通过调节固定梁的截面高度,使其能够承受竖向载荷,并且将竖向载荷在两根固定梁上的分配系数控制在合适的范围内,通常控制在0.33~0.66之间。调整参数后,可以对竖向承载力进行验算,确保其能够满足设计要求。
在一种可行的实施方式中,请参照图6,图6示出了一种截面弯矩力示意图,其中图6(a)为第二夹角为53.15度时,第二固定梁各截面所受的弯矩力示意图,图6(b)为第二夹角为106.30度时,第二固定梁各截面所受的弯矩力示意图。具体的,可以找出每个截面的弯矩最大值和剪力最大值,并调整倾覆弯矩作用方向。通过“非十字”塔吊交叉梁基础,塔吊倾覆弯矩作用分析得到每个截面的弯矩和剪力分布图,并找出不同倾覆弯矩作用方向下各截面的弯矩最大值和剪力最大值,作为后续参数调整的依据。同时,需要从各个方向对交叉梁进行受力分析和验算,以保证其稳定性和承载能力。
根据正截面承载力设计值、斜截面承载力设计值的需要,调整各项参数。根据设计要求,对各项参数进行调整,以满足正截面和斜截面承载力设计值的要求。调整的参数包括:两根固定梁的截面高度、受力纵筋面积“As”、“As’”与相对受压区高度“ξ”、同一截面内箍筋的全部截面面积“Asv”等。通过不断调整参数值,并结合BIM模型进行三维模拟和电算化的快速受力复核,以达到优化设计的目的。
复核调整各项参数后的荷载内力值与承载力设计值间是否满足需求。最后,需要对调整后的塔吊交叉梁基础各项参数进行验算,确保在正截面和斜截面承载力设计值的要求下,荷载内力值与承载力设计值间是否满足需求。如果满足,则说明设计方案可行,否则需要再次进行参数调整,直到满足设计要求。
当BIM模型被用于塔吊交叉梁基础的结构分析和优化设计时,最终得到的结果将是一个可以满足设计要求的塔吊交叉梁基础结构。复核结果应该包括以下几个方面:
结构的安全性:复核结果需要证明塔吊交叉梁基础具有足够的承载能力,在受到外部荷载和剪切力的作用下,能够保持结构的稳定性。
结构的可靠性:基于BIM自动化优化的方法需要证明塔吊交叉梁基础是最优的,并且经过严格的受力计算和复核,能够满足设计要求。
结构的经济性:复核结果需要证明塔吊交叉梁基础的设计方案是经济、实用、可行的,能够满足客户的预算和实际需求。
结构的可施工性:复核结果需要证明塔吊交叉梁基础的设计方案是可施工的,并且在施工现场能够便于实现。
参照图7,本申请还提供了一种塔吊交叉梁基础的受力复核系统,包括:BIM模型构建模块701、BIM模型受力分析模块702以及BIM模型快速复核模块703,其中:
上述BIM模型构建模块701,用于构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,第一固定梁和第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;
上述BIM模型受力分析模块702,用于对BIM模型进行受力分析,得到BIM模型在受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;
上述BIM模型快速复核模块703,用于根据弯矩内力表达式和剪力表达式,对BIM模型进行受力复核,得到塔吊交叉梁基础的复核结果。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,上述BIM模型受力分析模块702,还包括:竖向集中载荷作用分析单元、塔吊倾覆弯矩作用分析单元以及均布自重荷载作用分析单元,其中:
竖向集中载荷作用分析单元,用于分析BIM模型的竖向集中载荷作用,得到BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
塔吊倾覆弯矩作用分析单元,分析BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式;
均布自重荷载作用分析单元,分析BIM模型的均布自重荷载作用,得到BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,上述竖向集中载荷作用分析单元,还包括竖向集中载荷作用分析子单元,其中:
上述竖向集中载荷作用分析子单元,还用于对BIM模型施加竖向集中载荷力,分析施加竖向集中载荷力后的BIM模型进行竖向集中载荷作用,得到BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
其中,第一弯矩内力表达式包括:
MpH1(x)=MH1(x)+Mc1H1(x)+Md1H1(x);
式中,MpH1(x)为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下的第一弯矩力;x为第一固定梁的截面位置;MH1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布载荷引起的弯矩力;其中,第一剪力表达式包括:
其中,L1=L1a+L1b;
式中,Va1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下A端支座处的剪力大小,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离,F1为第一固定梁受竖向集中载荷力的大小;
式中,Vb1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下B端支座处的剪力大小;
其中,当x≤L1a时,当x≥L1a时,/>
式中,ΔH1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用处挠度大小,E为第一固定梁钢筋混凝土弹性模量,I1为第一固定梁的截面惯性矩;
式中,h1为第一固定梁的截面高度;b1为第一固定梁的截面宽度;
式中,G为第一固定梁所受的重力,L2为第一固定梁的长度,L2a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L2b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离;
式中,F2为第二固定梁受竖向集中载荷力的大小。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,上述塔吊倾覆弯矩作用分析单元,还包括塔吊倾覆弯矩作用分析子单元,其中:
上述塔吊倾覆弯矩作用分析子单元,还用于对BIM模型施加塔吊倾覆弯矩力,分析施加塔吊倾覆弯矩力后的BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式;
其中,第二弯矩内力表达式包括:
MpW1(x)=MW1(x)+Mc1W1(x)+Md1W1(x);
式中,MpW1(x)为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩力,MW1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布塔吊倾覆弯矩力,x为截面位置;
其中,或,/>式中,M1为塔吊倾覆弯矩作用在第一固定梁上的弯矩大小值,M2为塔吊倾覆弯矩作用在第二固定梁上的弯矩大小值,α为第一夹角,Mβ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时倾覆弯矩的大小值,β为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最小的第二夹角,Mγ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时倾覆弯矩的大小值,γ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时,第一固定梁和第二固定梁交叉构成最小的第二夹角;
其中,当x<L1a时,当x>L1a时,/>
式中,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离;
其中,第二剪力表达式包括:
式中,Va1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下A端支座处剪力大小,Vb1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下B端支座处剪力大小。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,上述均布自重荷载作用分析单元,还包括均布自重荷载作用分析子单元,其中:
上述均布自重荷载作用分析子单元,还用于对BIM模型施加均布自重荷载力,分析施加均布自重荷载力后的BIM模型进行均布自重荷载作用,得到BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式;
其中,第三弯矩内力表达式包括:
式中,Mpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载力作用下的第三弯矩力,x为第一固定梁的截面位置;q1为第一固定梁所受自重荷载力大小,L1为第一固定梁的长度;
其中,第三剪力表达式包括:
式中,Vpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载作用下的剪力大小。
在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,上述BIM模型快速复核模块703还包括快速复核单元以及复核结果确定单元,其中:
上述BIM模型快速复核单元,用于根据塔吊交叉梁基础的设计需求,调整弯矩内力表达式以及剪力表达式中BIM模型的参数;
上述复核结果确定单元,用于当BIM模型满足设计需求时,得到塔吊交叉梁基础的复核结果。
需要说明的是:上述实施例提供的装置在实现其功能时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
本申请还公开一种电子设备。参照图8,图8是本申请实施例的公开的一种电子设备的结构示意图。该电子设备800可以包括:至少一个处理器801,至少一个网络接口804,用户接口803,存储器802,至少一个通信总线805。
其中,通信总线805用于实现这些组件之间的连接通信。
其中,用户接口803可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera),可选用户接口803还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中,网络接口804可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中,处理器801可以包括一个或者多个处理核心。处理器801利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器802内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器802内的数据,执行服务器的各种功能和处理数据。可选的,处理器801可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器801可集成中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面图和应用程序等;GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器801中,单独通过一块芯片进行实现。
其中,存储器802可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的,该存储器802包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器802可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器802可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等;存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器802可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器801的存储装置。参照图8,作为一种计算机存储介质的存储器802中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及一种塔吊交叉梁基础受力复核方法的应用程序。
在图8所示的电子设备800中,用户接口803主要用于为用户提供输入的接口,获取用户输入的数据;而处理器801可以用于调用存储器802中存储一种塔吊交叉梁基础受力复核方法的应用程序,当由一个或多个处理器801执行时,使得电子设备800执行如上述实施例中一个或多个所述的方法。需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几种实施方式中,应该理解到,所披露的装置,可通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其他的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括:U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述者,仅为本公开的示例性实施例,不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰,皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后,将容易想到本公开的其他实施方案。
本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的范围和精神由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种塔吊交叉梁基础的受力复核方法,其特征在于,包括:
构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,所述BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,所述第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,所述第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;
对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;
根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果;
其中,所述受力分析包括竖向集中荷载作用、塔吊倾覆弯矩作用以及均布自重荷载作用中的至少一种,所述对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式,包括:分析所述BIM模型的均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式;
其中,所述分析所述BIM模型的均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加均布自重荷载力,分析施加均布自重荷载力后的BIM模型进行均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式;
其中,所述第三弯矩内力表达式包括:
式中,Mpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载力作用下的第三弯矩力,x为第一固定梁的截面位置;q1为第一固定梁所受自重荷载力大小,L1为第一固定梁的长度;
其中,所述第三剪力表达式包括:
式中,Vpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载作用下的剪力大小。
2.根据权利要求1所述的塔吊交叉梁基础的受力复核方法,其特征在于,所述受力分析包括竖向集中荷载作用、塔吊倾覆弯矩作用以及均布自重荷载作用中的至少一种,所述对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式,包括:
分析所述BIM模型的竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
和/或,
分析所述BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式。
3.根据权利要求2所述的塔吊交叉梁基础的受力复核方法,其特征在于,所述分析所述BIM模型的竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加竖向集中载荷力,分析施加竖向集中载荷力后的BIM模型进行竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
其中,所述第一弯矩内力表达式包括:
MpH1(x)=MH1(x)+Mc1H1(x)+Md1H1(x);
式中,MpH1(x)为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下的第一弯矩力;x为第一固定梁的截面位置;MH1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力;Mc1H1(x)为第一固定梁在x位置截面的横向剪力引起的弯矩力;Md1H1(x)表示第一固定梁在x位置左侧的分布载荷引起的弯矩力;其中,所述第一剪力表达式包括:
其中,L1=L1a+L1b;
式中,Va1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下A端支座处的剪力大小,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离,F1为第一固定梁受竖向集中载荷力的大小;
式中,Vb1H1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用下B端支座处的剪力大小;
其中,当x≤L1a时,当x≥L1a时,/>
式中,ΔH1为第一固定梁在竖向集中载荷力作用处挠度大小,E为第一固定梁钢筋混凝土弹性模量,I1为第一固定梁的截面惯性矩;
式中,h1为第一固定梁的截面高度;b1为第一固定梁的截面宽度;
式中,G为第一固定梁所受的重力,L2为第一固定梁的长度,L2a为第一固定梁在A端支座到竖向集中载荷力点的距离,L2b为第一固定梁在B端支座到竖向集中载荷力点的距离;
式中,F2为第二固定梁受竖向集中载荷力的大小。
4.根据权利要求2所述的塔吊交叉梁基础的受力复核方法,其特征在于,所述分析所述BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式,包括:
对所述BIM模型施加塔吊倾覆弯矩力,分析施加塔吊倾覆弯矩力后的BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式;
其中,所述第二弯矩内力表达式包括:
MpW1(x)=MW1(x)+Mc1W1(x)+Md1W1(x);
式中,MpW1(x)为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩力,MW1(x)为第一固定梁在x位置引起的弯矩力,x为截面位置;
其中,或,/>式中,M1为塔吊倾覆弯矩作用在第一固定梁上的弯矩大小值,M2为塔吊倾覆弯矩作用在第二固定梁上的弯矩大小值,α为第一夹角,Mβ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时倾覆弯矩的大小值,β为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第二象限以及第四象限时,第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最小的第二夹角,Mγ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时倾覆弯矩的大小值,γ为塔吊倾覆弯矩力方向处于塔吊交叉梁基础构成直角坐标系中的第一象限以及第三象限时,第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最小的第二夹角;
其中,当x<L1a时,当x>L1a时,/>
式中,L1为第一固定梁的长度,L1a为第一固定梁在A端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离,L1b为第一固定梁在B端支座到塔吊倾覆弯矩点的距离;
其中,所述第二剪力表达式包括:
式中,Va1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下A端支座处剪力大小,Vb1w1为第一固定梁在塔吊倾覆弯矩作用下B端支座处剪力大小。
5.根据权利要求1所述的塔吊交叉梁基础的受力复核方法,其特征在于,所述根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果,包括:
根据塔吊交叉梁基础的设计需求,调整所述弯矩内力表达式以及剪力表达式中所述BIM模型的参数;
当所述BIM模型满足所述设计需求时,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果。
6.一种塔吊交叉梁基础的受力复核系统,其特征在于,包括:
BIM模型构建模块,用于构建塔吊交叉梁基础的BIM模型,所述BIM模型包括第一固定梁和第二固定梁,所述第一固定梁和所述第二固定梁构成塔吊交叉梁基础,所述第一固定梁和所述第二固定梁交叉构成最大的第一夹角大于或等于90度;
BIM模型受力分析模块,用于对所述BIM模型进行受力分析,得到所述BIM模型在所述受力分析下的弯矩内力表达式和剪力表达式;
BIM模型快速复核模块,用于根据所述弯矩内力表达式和所述剪力表达式,对所述BIM模型进行受力复核,得到所述塔吊交叉梁基础的复核结果;
其中,所述BIM模型受力分析模块,还包括:均布自重荷载作用分析单元,用于分析所述BIM模型的均布自重荷载作用,得到所述BIM模型在均布自重荷载作用下的第三弯矩内力表达式和第三剪力表达式;
其中,所述第三弯矩内力表达式包括:
式中,Mpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载力作用下的第三弯矩力,x为第一固定梁的截面位置;q1为第一固定梁所受自重荷载力大小,L1为第一固定梁的长度;
其中,所述第三剪力表达式包括:
式中,Vpq1(x)为第一固定梁在均布自重荷载作用下的剪力大小。
7.根据权利要求6所述的塔吊交叉梁基础的受力复核系统,其特征在于,所述BIM模型受力分析模块,还包括:
竖向集中载荷作用分析单元,用于分析所述BIM模型的竖向集中载荷作用,得到所述BIM模型在竖向集中载荷作用下的第一弯矩内力表达式和第一剪力表达式;
塔吊倾覆弯矩作用分析单元,分析所述BIM模型的塔吊倾覆弯矩作用,得到所述BIM模型在塔吊倾覆弯矩作用下的第二弯矩内力表达式和第二剪力表达式。
8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器、用户接口及网络接口,所述存储器用于存储指令,所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信,所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令,以使所述电子设备执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有指令,当所述指令被执行时,执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013044120A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | System Keisoku Kk | 基礎構造物の解析方法及び基礎構造物の解析システム |
CN113449401A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种塔吊反力识别方法 |
CN114941284A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-08-26 | 中建八局天津建设工程有限公司 | 永临结合塔吊基础及其施工方法 |
CN115198786A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-18 | 广州建筑工程监理有限公司 | 由主体结构承载的h型钢筋混凝土塔吊梁基础及加固方法 |
CN116127623A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-05-16 | 中国建筑第二工程局有限公司 | 基于基础计算模型的塔吊荷载预测方法 |
CN116356871A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-30 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种用于核心筒偏置结构的塔吊基础及其设计方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013044120A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | System Keisoku Kk | 基礎構造物の解析方法及び基礎構造物の解析システム |
CN113449401A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种塔吊反力识别方法 |
CN114941284A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-08-26 | 中建八局天津建设工程有限公司 | 永临结合塔吊基础及其施工方法 |
CN115198786A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-18 | 广州建筑工程监理有限公司 | 由主体结构承载的h型钢筋混凝土塔吊梁基础及加固方法 |
CN116127623A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-05-16 | 中国建筑第二工程局有限公司 | 基于基础计算模型的塔吊荷载预测方法 |
CN116356871A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-06-30 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种用于核心筒偏置结构的塔吊基础及其设计方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
The study on tower crane foundation slope model based on inclination feature;Song Shi-jun et al.;2011 International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet);20110706;全文 * |
Wang, YQ et al..The Influence of the Inclination of Lattice Columns on the Safety of Combined Tower Crane.ADVANCES IN CIVIL ENGINEERING.2022,全文. * |
刘超 ; 陈浩 ; 宗玉军 ; 李亮军 ; 李文海 ; .非落地式塔吊基础力学性能试验研究.兰州工业学院学报.2019,(03),全文. * |
叶家成等.地铁上盖TOD项目超高层塔吊基础施工技术.广东土木与建筑.2023,第30卷(第11期),全文. * |
顾恒太 等.利用基坑支护结构作塔式起重机基础的应用研究..2020年全国土木工程施工技术交流会论文集(中册).2020,全文. * |
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Publication number | Publication date |
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