CN117272465B - 一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 - Google Patents
一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117272465B CN117272465B CN202311198998.6A CN202311198998A CN117272465B CN 117272465 B CN117272465 B CN 117272465B CN 202311198998 A CN202311198998 A CN 202311198998A CN 117272465 B CN117272465 B CN 117272465B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sliding
- roof
- rail
- roof structure
- calculation model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000002411 adverse Effects 0.000 claims description 5
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003797 telogen phase Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/04—Constraint-based CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
Abstract
本申请涉及一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法,所述判断方法包括:建立屋盖结构与下部临时支撑架在滑移各个施工阶段所对应的整体计算模型;分别对模型添加约束,所添加的约束包括:对于垂轨方向,当垂轨方向的水平反力小于垂轨方向的摩擦力时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当垂轨方向的水平反力大于垂轨方向的摩擦力时,则在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;对于顺轨方向,使主动滑靴点与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;计算杆件应力比、水平变形、竖向下扰,并判断是否满足安全性要求。本发明提高了判断结果的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及屋盖滑移安全控制技术领域,特别是涉及一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法。
背景技术
在大跨屋盖滑移施工前需要分析屋盖滑移结构的安全性,并对屋盖滑移结构和施工过程进行优化。在传统的分析过程中,先设计滑移屋盖结构,再将屋盖最不利内力传到下部临时支撑架中。在分析过程中没有考虑屋盖结构对下部临时支撑架的有利约束作用,不能真实的考虑屋盖结构与下部临时支撑架间的摩擦约束关系,,导致屋盖滑移结构安全性的判断结论不准确,同时引起临时支撑结构用量大、工期长、费用高。
发明内容
基于此,有必要提供一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法,其具体技术方案如下。
一种屋盖滑移结构安全性的判断方法,所述屋盖滑移结构包括屋盖结构和下部临时支撑架,屋盖结构底部的滑靴点与下部临时支撑架上的滑移轨道滑动配合,其特征在于,包括如下步骤:
S1、建立屋盖结构与下部临时支撑架在滑移各个施工阶段所对应的整体计算模型;
S2、分别对静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
对于垂轨方向,当垂轨方向的水平反力小于垂轨方向的摩擦力时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当垂轨方向的水平反力大于垂轨方向的摩擦力时,则在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;
对于顺轨方向,使主动滑靴点与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
S3、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N1倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件A;
S4、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N2倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件B;
S5、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N3倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构在竖直方向的下扰,若竖直方向的下扰不超过第三阈值,则满足条件C;
S6、当条件A、条件B、条件C全部满足时,则判断屋盖滑移结构是安全的。
具体来说,所述N1为1.3;所述N2为1.0;所述N3为1.0。
具体来说,所述第一阈值为0.9;所述第二阈值为下部临时支撑架高度的1/1000;所述第三阈值为滑靴点跨度的1/250。
一种屋盖滑移施工控制方法,包括如下步骤:
T1、利用如上述任一项所述的判断方法判断屋盖滑移结构是否安全;
T2、当滑移屋盖结构不安全时,对下部临时支撑架的结构进行优化;
T3、建立优化后的屋盖结构与下部临时支撑架在各个滑移阶段所对应的整体计算模型;
T4、选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型,对该整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风;
T5、当施工环境超过滑移施工过程中所允许的最大级风时,将屋盖悬停于下部主体结构上。
进一步的,对下部临时支撑架进行优化的过程包括:
当最大杆件应力比超过第一阈值时,通过加大这些杆件截面或提高钢材标号处理;
当屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向内的变形超过第二阈值时,,通过统一提高下部临时支撑架的竖杆及腹杆杆件截面尺寸处理;
当屋盖结构在竖向方向的下扰超过第三阈值时,通过增加屋盖主结构截面尺寸加大屋盖刚度处理。
进一步的,选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型包括如下步骤:
T41、分别建立屋盖结构与下部临时支撑架在不同滑移阶段的整体计算模型;
T42、分别对屋盖结构与下部临时支撑架在不同滑移阶段的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
T421、对于垂轨方向,当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上未发生相对位移时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移且相对位移小于挡板限位值时,在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上的相对位移达到挡板限位值时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;
T422、对于顺轨方向,使主动滑靴点与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
T43、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P1倍屋盖结构自重荷载、Q1倍摩擦力、以及W1倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比;
T44、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P2倍屋盖结构自重荷载、Q2倍摩擦力、以及W2倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形;
T45、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P3倍屋盖结构自重荷载、Q3倍摩擦力、以及W3倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构在竖直方向的下扰变形;
T46、比较不同滑移阶段的杆件应力比、水平方向的侧移变形、竖向方向的下扰变形,选取杆件应力比、水平方向的侧移变形、竖向方向的下扰变形均最大的滑移阶段作为工况最不利的滑移阶段,并选取对应的整体计算模型。
进一步的,判断滑靴点与滑移轨道是否在垂轨方向上发生相对位移的步骤包括:
T4211、计算滑靴点与滑移轨道在垂轨方向的摩擦力和顺轨方向的摩擦力的合力;
T4212、当合力大于侧向荷载时,则滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移。
具体来说,所述P1为1.3;所述Q1为1.3;所述W1为1.5;P2为1.0;所述Q2为1.0;所述W2为1.0;所述P3为1.0;所述Q3为1.0;所述W3为1.0。
进一步的,在步骤T4中对该整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风包括:
T423、按照步骤T421和T422分别对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型施加约束;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.3*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件D;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件E;
T425、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构在竖向方向的下扰变形,若竖向方向的下扰变形不超过第三阈值,则满足条件F;
T426、选取同时满足条件D、条件E、条件F且最大等级风作为滑移施工过程中所允许的最大级风。
有益效果:1.本发明所提供的一种屋盖滑移结构安全性的判断方法,根据滑靴点与滑移轨道间不同的状态,为滑靴点与滑移轨道添加对应的约束,考虑了屋盖结构对下部临时支撑架的有利约束,将屋盖结构与下部临时支撑架作为一个永临结合的整体,更加真实的考虑了屋盖结构与下部临时支撑架间的摩擦约束关系,提高了对屋盖滑移结构安全性判断结果的准确性,也为后续对屋盖滑移结构优化提供了更加准确的指导。
2.本发明所提供的一种屋盖滑移施工控制方法,以更加准确的判断方法为指导对屋盖滑移结构进行优化,在保证安全性的前提下降低了临时支撑结构的用量,从而降低了成本。
3.本发明所提供的一种屋盖滑移施工控制方法,在考虑了屋盖结构对下部临时支撑架的有利约束的基础上,获取滑移施工过程中所允许的最大级风,并在所允许的最大级风内保持持续施工,在保证安全性的前提下进一步缩短了工期。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为屋盖滑移结构安全性的判断方法的流程示意图;
图2为屋盖滑移结构的示意图;
图3为屋盖滑移分区的示意图;
图4为屋盖滑移施工控制方法的流程示意图;
图5为最不利工况的滑移阶段示意图。
附图标记说明:1、屋盖结构;2、下部临时支撑架;3、主动滑靴点;4、被动滑靴点;5、滑移一区;6、滑移二区;7、滑移三区;8、滑移四区;9、滑移五区;10、第一屋盖部分;11、第二屋盖部分;12、第三屋盖部分;13、第四屋盖部分;14、第五屋盖部分。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
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的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
为了更好的对本发明进行解释说明,在本实施例中以图2所示的屋盖滑移结构作为本实施例的一个示例。参照图2所示,该屋盖滑移结构包括屋盖结构1和下部临时支撑架2,在屋盖结构1的底部设置有滑靴点,在下部临时支撑架2的顶部设有滑移轨道,滑靴点与滑移轨道互动配合,使滑靴点能够沿着滑移轨道的顺轨方向移动。如图2所示,X方向为垂轨方向,Y方向为顺轨方向。参照图3所示,滑靴点分为主动滑靴点3和被动滑靴点4,主动滑靴点3即设有滑移油缸的滑靴点,由滑移油缸一端与主动滑靴点3连接,另一端与临时支撑架连接,由滑移油缸推动主动滑靴点3移动;被动滑靴点4即未设置滑移油缸的滑靴点,由屋盖结构1带动被动滑靴点4移动。而在本实施例中,将屋盖结构1分为五个部分即第一屋盖部分10、第二屋盖部分11、第三屋盖部分12、第四屋盖部分13、第五屋盖部分14,五部分屋盖依次依次在滑移五区9进行拼装,再由滑移五区9朝向滑移一区5滑移,直到五个部分全部滑移到位。需要补充说明的是,本发明所提供的方法不仅适用于本实施例中所描述的屋盖滑移结构,也同样适用于其他屋盖滑移结构。
参照图1所示,本实施例所提供的一种屋盖滑移结构安全性的判断方法包括如下步骤,以下步骤可以在MIDAS GEN有限元分析软件中进行:
S1、建立屋盖结构1与下部临时支撑架2在滑移各个施工阶段所对应的整体计算模型;
S2、分别对静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
对于垂轨方向,当垂轨方向的水平反力小于垂轨方向的摩擦力时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当垂轨方向的水平反力大于垂轨方向的摩擦力时,则在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;
在本实施例中,将滑靴点与对应的滑移轨道点竖向脱离300mm间隙,并对两点施加弹性约束,即绑定两点间垂轨、沿轨及竖向三方向的位移,从而获得垂轨方向的水平反力Fx、沿轨方向的水平反力Fy及竖向反力Fz。垂轨方向摩檫力fx=uFz,其中u为摩擦系数。而当垂轨方向的摩擦力等于垂轨方向的水平反力时,表面存在相对滑动趋势,因此同样在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力。
对于顺轨方向,使主动滑靴点3与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点4与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
需要说明的是,绑定约束是滑靴点与对应滑移轨道视为整体,无相对位移。
S3、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N1倍屋盖结构1自重荷载;计算屋盖结构1和下部临时支撑架2各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件A;
S4、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N2倍屋盖结构1自重荷载;计算屋盖结构1和下部临时支撑架2在水平方向的侧移变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件B;
S5、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N3倍屋盖结构1自重荷载;计算屋盖结构1在竖直方向的下扰变形,若竖直方向的下扰变形不超过第三阈值,则满足条件C;
S6、当条件A、条件B、条件C全部满足时,则判断屋盖滑移结构是安全的。
在本实施例中,所述N1为1.3;所述N2为1.0;所述N3为1.0。
在步骤S1中各个施工节段包括五个屋盖部分各自在静止阶段、以及滑移到不同滑移区的滑移阶段。例如第一屋盖部分11包括静止阶段、滑移一区阶段、滑移二区阶段、滑移三区阶段、滑移四区阶段、滑移五区阶段等。
在本实施例中以第一屋盖部分11处于静止阶段为例,参照图2所示,最先拼装滑移一区5所对应的屋盖,即第一屋盖部分11,其为滑移距离最远的一个区域。根据实际施工情况取摩擦系数为0.12,则垂轨方向的摩擦力为f=uG=0.12G。G为各滑靴点的竖向反力。
计算出屋盖结构1和下部临时支撑架2的杆件最大应力比为0.51,而第一阈值取0.9,此时屋盖滑移结构的各个杆件均处于弹性状态,满足施工条件,即满足条件A;计算出屋盖结构1和下部临时支撑架2的最大水平变形为3mm,第二阈值为下部临时支撑架2高度的1/1000,本实施例中下部临时支撑架2的高度为57m,因此第二阈值为57mm,满足施工条件,即满足条件B;计算出屋盖结构1的竖向下扰最大值为21.9mm,第三阈值为滑靴点跨度的1/250,该跨度既可以是垂轨方向两滑靴点间的间距,也可以是垂轨方向两滑靴点之间的间距,在本实施例考虑垂轨方向两滑靴点之间的间距约为48m,因此第三阈值为192mm,满足施工条件,即满足条件C。第一屋盖部分11处于静止阶段时,该屋盖滑移结构满足安全性要求。同理也可以得到第一屋盖滑移至各个滑移区时的计算结果,其计算结果均满足条件A、条件B、条件C。
实施例2
参照图4所示,本实施例提供了一种屋盖滑移施工控制方法,其包括如下步骤:
T1、利用实施例1中所述的判断方法判断屋盖滑移结构是否安全;
T2、当滑移屋盖结构1不安全时,对下部临时支撑架2的结构进行优化;
T3、建立优化后的屋盖结构1与下部临时支撑架2在各个滑移阶段所对应的整体计算模型;
T4、选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型,对该整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风;
T5、当施工环境超过滑移施工过程中所允许的最大级风时,将屋盖悬停于下部主体结构上。
具体来说,对下部临时支撑架2进行优化的过程包括:
当最大杆件应力比超过第一阈值时,通过加大这些杆件截面或提高钢材标号处理;
当屋盖结构1和下部临时支撑架2在水平方向内的变形超过第二阈值时,说明下部临时支撑架2刚度不足,需加强支撑架整体刚度,可以通过统一提高下部临时支撑架2的竖杆及腹杆杆件截面尺寸处理;
当屋盖结构1在竖向方向的下扰超过第三阈值时,明屋盖刚度不足,可通过增加屋盖主结构截面尺寸加大屋盖刚度处理。
具体来说,选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型包括如下步骤:
T41、分别建立屋盖结构1与下部临时支撑架2在不同滑移阶段的整体计算模型;
T42、分别对屋盖结构1与下部临时支撑架2在不同滑移阶段的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
T421、对于垂轨方向,当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上未发生相对位移时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移且相对位移小于挡板限位值时,在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上的相对位移达到挡板限位值时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;
T422、对于顺轨方向,使主动滑靴点3与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点4与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
T43、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P1倍屋盖结构1自重荷载、Q1倍摩擦力、以及W1倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构1和下部临时支撑架2各杆件应力比;
T44、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P2倍屋盖结构1自重荷载、Q2倍摩擦力、以及W2倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构1和下部临时支撑架2在水平方向的侧移变形;
T45、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P3倍屋盖结构1自重荷载、Q3倍摩擦力、以及W3倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构1在竖直方向的下扰变形;
T46、比较不同滑移阶段的杆件应力比、水平方向内的侧移变形、竖向方向的下扰变形,选取杆件应力比、水平方向的侧移变形、竖向方向的下扰变形均最大的滑移阶段作为工况最不利的滑移阶段,并选取对应的整体计算模型。
具体来说,在滑移轨道的垂轨方向上一般会设置挡板进行限位,而挡板的限位值可以设置在20-30mm之间,当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上的相对位移达到挡板限位值时,认为挡板对滑靴点再次限位,此时约束很大,达到绑定约束。
需要说明的是,判断滑靴点与滑移轨道是否在垂轨方向上发生相对位移的步骤包括:
T4211、计算滑靴点与滑移轨道在垂轨方向的摩擦力和顺轨方向的摩擦力的合力;
T4212、当合力大于侧向荷载时,则滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移,该侧向荷载指的是风荷载施加在垂轨方向的荷载。
在本实施例中,所述P1为1.3;所述Q1为1.3;所述W1为1.5;P2为1.0;所述Q2为1.0;所述W2为1.0;所述P3为1.0;所述Q3为1.0;所述W3为1.0。
通过对不同滑移阶段的计算结果进行比较,图5为最不利工况的滑移阶段示意图,此阶段为各滑移区拼装成整体后,滑靴反力最大点滑移至图5中所圈出来的下部临时支撑架对应柱顶位置时。
具体来说,在对图5所示的最不利工况的滑移阶段所对应的整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风包括:
T423、按照步骤T421和T422分别对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型施加约束;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.3*1.25倍屋盖结构1自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构1和下部临时支撑架2各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件D;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构1自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构1和下部临时支撑架2在水平方向的变形变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件E;
T425、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构1自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构1在竖向方向的下扰变形,若竖向方向的下扰变形不超过第三阈值,则满足条件F;
T426、选取同时满足条件D、条件E、条件F且最大等级风作为滑移施工过程中所允许的最大级风。
在步骤T424中分别施加不同等级数风对应的风荷载时,按照风力等级从大到小依次施加,即从八级风依次施加至一级风。当到达五级风荷载的工况下,满足条件条件D、条件E、条件F,因此选定五级风为施工环境允许的最大风,当施工环境超过五级风时,用拦风绳将屋盖结构1固定在下部结构上,悬停,风力小于五级后,继续滑移施工。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种屋盖滑移结构安全性的判断方法,所述屋盖滑移结构包括屋盖结构和下部临时支撑架,屋盖结构底部的滑靴点与下部临时支撑架上的滑移轨道滑动配合,其特征在于,包括如下步骤:
S1、建立屋盖结构与下部临时支撑架在滑移各个施工阶段所对应的整体计算模型;
S2、分别对静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
对于垂轨方向,当垂轨方向的水平反力小于垂轨方向的摩擦力时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当垂轨方向的水平反力大于垂轨方向的摩擦力时,则在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;
对于顺轨方向,使主动滑靴点与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
S3、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N1倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件A;
S4、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N2倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件B;
S5、分别在静止阶段所对应的整体计算模型、以及各个滑移阶段所对应的整体计算模型中添加N3倍屋盖结构自重荷载;计算屋盖结构在竖直方向的下扰变形,若竖直方向的下扰变形不超过第三阈值,则满足条件C;
S6、当条件A、条件B、条件C全部满足时,则判断屋盖滑移结构是安全的。
2.根据权利要求1所述的一种屋盖滑移结构安全性的判断方法,其特征在于,所述N1为1.3;所述N2为1.0;所述N3为1.0。
3.根据权利要求2所述的一种屋盖滑移结构安全性的判断方法,其特征在于,所述第一阈值为0.9;所述第二阈值为下部临时支撑架高度的1/1000;所述第三阈值为滑靴点跨度的1/250。
4.一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
T1、利用如权利要求1~3任一项所述的判断方法判断屋盖滑移结构是否安全;
T2、当滑移屋盖结构不安全时,对下部临时支撑架的结构进行优化;
T3、建立优化后的屋盖结构与下部临时支撑架在各个滑移阶段所对应的整体计算模型;
T4、选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型,对该整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风;
T5、当施工环境超过滑移施工过程中所允许的最大级风时,将屋盖悬停于下部主体结构上。
5.根据权利要求4所述的一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,对下部临时支撑架进行优化的过程包括:
当最大杆件应力比超过第一阈值时,通过加大这些杆件截面或提高钢材标号处理;
当屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向内的变形超过第二阈值时,通过统一提高下部临时支撑架的竖杆及腹杆杆件截面尺寸处理;
当屋盖结构竖向方向的下扰超过第三阈值时,通过增加屋盖主结构截面尺寸加大屋盖刚度处理。
6.根据权利要求4所述的一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,选取工况最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型包括如下步骤:
T41、分别建立屋盖结构与下部临时支撑架在不同滑移阶段的整体计算模型;
T42、分别对屋盖结构与下部临时支撑架在不同滑移阶段的整体计算模型添加约束,所添加的约束包括:
T421、对于垂轨方向,当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上未发生相对位移时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移且相对位移小于挡板限位值时,在滑靴点与滑移轨道处施加垂轨方向的摩擦力;当滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上的相对位移达到挡板限位值时,则使滑靴点与滑移轨道在垂轨方向保持绑定约束;
T422、对于顺轨方向,使主动滑靴点与滑移轨道在顺轨方向保持绑定约束;在被动滑靴点与滑移轨道处施加顺轨方向的摩擦力;
T43、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P1倍屋盖结构自重荷载、Q1倍摩擦力、以及W1倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比;
T44、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P2倍屋盖结构自重荷载、Q2倍摩擦力、以及W2倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形;
T45、分别对不同滑移阶段的整体计算模型施加P3倍屋盖结构自重荷载、Q3倍摩擦力、以及W3倍的垂轨方向风荷载或顺轨方向风荷载;计算屋盖结构在竖直方向的下扰变形;
T46、比较不同滑移阶段的杆件应力比、水平方向的侧移变形、竖直方向的下扰变形,选取杆件应力比、水平方向侧移变形、竖直方向的下扰变形均最大的滑移阶段作为工况最不利的滑移阶段,并选取对应的整体计算模型。
7.根据权利要求6所述的一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,判断滑靴点与滑移轨道是否在垂轨方向上发生相对位移的步骤包括:
T4211、计算滑靴点与滑移轨道在垂轨方向的摩擦力和顺轨方向的摩擦力的合力;
T4212、当合力大于侧向荷载时,则滑靴点与滑移轨道在垂轨方向上发生相对位移。
8.根据权利要求6所述的一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,所述P1为1.3;所述Q1为1.3;所述W1为1.5;P2为1.0;所述Q2为1.0;所述W2为1.0;所述P3为1.0;所述Q3为1.0;所述W3为1.0。
9.根据权利要求6所述的一种屋盖滑移施工控制方法,其特征在于,在步骤T4中对该整体计算模型依次施加不同级数风所对应的风荷载,得到滑移施工过程中所允许的最大级风包括:
T423、按照步骤T421和T422分别对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型施加约束;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.3*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构和下部临时支撑架各杆件应力比,当最大杆件应力比不超过第一阈值时,则满足条件D;
T424、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构和下部临时支撑架在水平方向的侧移变形,当水平方向的侧移变形不超过第二阈值时,则满足条件E;
T425、对最不利的滑移阶段所对应的整体计算模型添加1.0*1.25倍屋盖结构自重荷载以及不同等级数风所对应的风荷载,计算屋盖结构在竖向方向的下扰变形,若竖向方向的下扰变形不超过第三阈值,则满足条件F;
T426、选取同时满足条件D、条件E、条件F且最大等级风作为滑移施工过程中所允许的最大级风。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311198998.6A CN117272465B (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311198998.6A CN117272465B (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117272465A CN117272465A (zh) | 2023-12-22 |
CN117272465B true CN117272465B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=89213600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311198998.6A Active CN117272465B (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117272465B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102364012A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-02-29 | 浙江精工钢结构有限公司 | 一种既有大跨度桁架扩建方法 |
CN104989114A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-21 | 上海绿地建设(集团)有限公司 | 大跨度圆弧形屋盖滑移施工装置及工法 |
CN106991248A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-28 | 清华大学建筑设计研究院有限公司 | 一种大跨度屋盖与支承结构协调受力的设计方法 |
CN111222270A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-06-02 | 华东理工大学 | 一种基于轮轨耦合的过山车轨道振动响应测试方法及应用 |
CN113268904A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 中铁建工集团有限公司 | 单层平板网壳屋盖结构逆作建设全周期的风险控制方法 |
-
2023
- 2023-09-18 CN CN202311198998.6A patent/CN117272465B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102364012A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-02-29 | 浙江精工钢结构有限公司 | 一种既有大跨度桁架扩建方法 |
CN104989114A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-21 | 上海绿地建设(集团)有限公司 | 大跨度圆弧形屋盖滑移施工装置及工法 |
CN106991248A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-28 | 清华大学建筑设计研究院有限公司 | 一种大跨度屋盖与支承结构协调受力的设计方法 |
CN111222270A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-06-02 | 华东理工大学 | 一种基于轮轨耦合的过山车轨道振动响应测试方法及应用 |
CN113268904A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 中铁建工集团有限公司 | 单层平板网壳屋盖结构逆作建设全周期的风险控制方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
大型铁路站房结构健康监测研究现状评述;潘毅;刘扬良;黄晨;郭瑞;鲍华;沈磊;;土木与环境工程学报(中英文);20200229(第01期);第70-80页 * |
大跨度拱形钢网架滑移施工全过程仿真分析关键技术;张文学;;建筑施工;20200825(第08期);第1541-1544页 * |
大跨度钢结构滑移施工安全技术及应用;邵麒;;上海建设科技;20200421(第02期);第69-72页 * |
开合屋盖系统设计及施工技术研究;侯国勇;关富玲;程媛;;浙江建筑;20100525(第05期);第17-21页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117272465A (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bagheri et al. | Seismic reliability analysis of RC frames rehabilitated by glass fiber-reinforced polymers | |
Shahini et al. | Development of cold-formed steel moment-resisting connections with bolting friction-slip mechanism for seismic applications | |
Berman et al. | Plastic analysis and design of steel plate shear walls | |
Habibi et al. | Energy-based design method for seismic retrofitting with passive energy dissipation systems | |
Jin et al. | Stability of buckling-restrained steel plate shear walls with inclined-slots: theoretical analysis and design recommendations | |
Kilar et al. | Seismic analysis of an asymmetric fixed base and base-isolated high-rack steel structure | |
Vetr et al. | Investigating the nonlinear behavior of Eccentrically Braced Frame with vertical shear links (V-EBF) | |
Jahanpour et al. | Seismic behavior of semi-supported steel shear walls | |
Sigariyazd et al. | Analysis and design recommendations for diagonally stiffened steel plate shear walls | |
Vy et al. | Built-up back-to-back cold-formed steel compression members failing by local and distortional buckling | |
Kim et al. | Seismic retrofit of special truss moment frames using viscous dampers | |
Pirmoz et al. | Direct displacement-based seismic design of semi-rigid steel frames | |
CN117272465B (zh) | 一种屋盖滑移结构安全性的判断方法及滑移施工控制方法 | |
Manchalwar et al. | Optimization of metallic damper location for seismic response control | |
Babu et al. | Pushover analysis of unsymmetrical framed structures on sloping ground | |
De Stefani et al. | Optimal design of seismic retrofitting of RC frames with eccentric steel bracing | |
Panda et al. | A new optimization approach to enhance seismic performance of lead rubber bearing-isolated steel moment-resisting frames under extreme events | |
Petrovčič et al. | Effects of horizontal and vertical mass-asymmetric distributions on the seismic response of a high-rack steel structure | |
Gupta et al. | Feasibility of pushover analysis for estimation of strength demands | |
Massumi et al. | Prediction of seismic overstrength in concrete moment resisting frames using incremental static and dynamic analyses | |
Gorji et al. | Steel plate shear walls with outriggers. Part I: plastic analysis and behavior | |
Yu et al. | Seismic behaviour of steel plate shear wall with non-welded oblique multi-ribs | |
Javidan et al. | A simplified ductility-based design procedure for seismic retrofit of structures using hysteretic devices | |
Fakhraddini et al. | A hybrid force/displacement seismic design method for steel eccentrically braced frames | |
Wada et al. | Passive controlled slender structures having special devises at column connections |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |