CN118278092A - 基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法 - Google Patents

基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域,公开了基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,针对梁板跨度超过8m的全现浇多层或高层大空间结构建筑及其承插型盘扣式钢管支模脚手架,把支模架体模型导入到建筑结构设计模型中,代入同条件各龄期混凝土强度值,通过架体与建筑结构协同受力、变形的有限元分析算法,分析各楼层浇筑混凝土、拆模过程中梁板及其支架的应力‑应变规律,测算各楼层各龄期下的早拆方案,得到最佳的早拆策略,在保证安全的前提下,各楼层支模架体在适当时机保留主梁跨中1/3架体和悬挑梁板外部分拆除,第28天二次拆除剩余部分架体,既加速材料周转,又可以保证梁板和架体安全,达到安全、节约资源、绿色施工的目的。

Description

基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体涉及基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法。
背景技术
当前,全现浇多层或高层建筑大型物流库房、厂房工业、公共建筑等高大空间结构形式较多,其特点是跨度超过8m,搭设高度8m及以上、集中线荷载设计值20kN/m及以上。高大梁板支模,通常采用承插型盘扣式钢管支模脚手架。承插型盘扣式钢管支模脚手架是一种半刚性空间钢架结构,梁柱采用插盘销接,这种脚手架形式实现了梁柱轴心传力、连接性能好、承载力高于适用性强等特点,可广泛用作各种大空间支撑的脚手架及支架。
按照传统的支模方法,对于跨度超过8m 的梁,要在混凝土强度达到设计要求的混凝土等级100%,并且还需上层楼板混凝土浇筑完3d 后才能拆除。按通常的标准,混凝土标准养护龄期是28天,即浇筑完成后28天强度才可以达到100%。高层建筑通常设有地下室,因地下室模板拆除较慢,并考虑到模板必须隔层才能拆除,一座高层建筑建设需同时投入三个楼层模板,占用大量建筑材料,影响工程的成本和进度。
但根据国家行业标准《建筑施工模板安全技术规范》的规定,连续三层不准拆除包括立柱在内的模板结构,若需提前拆除,必须进行科学的计算方可决定拆除与否,不允许盲目拆除造成严重后果。通常情况下,按规范制作和养护的混凝土,浇筑完成后3天强度能达到设计值的50%左右,7天达到70-80%。随着现浇混凝土结构龄期增加,梁的刚度增大,当梁板能够承受上部施工荷载时,该层梁板支模架体方可拆除。
因此,怎样进行科学计算,在确保安全的基础上提早拆除高大梁板支模,加速模板、钢管周转,是一个亟待研究解决的问题。
发明内容
本发明针对背景技术提出的问题,公开基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,建立支模架体与建筑结构协同受力、变形的有限元分析模型,在各种预设的浇筑混凝土和拆模施工进度条件下,测算建筑结构及其支撑体系的应力-应变情况,得到在保证安全的前提下提早拆除高大梁板支模的最佳时机和步骤,从而加速模板、钢管周转,节约成本,加快进度,克服现有技术所存在的上述问题。
本发明提供的方法针对如下建筑:全现浇多层或高层大空间结构建筑,梁板跨度超过8m,搭设高度8m及以上、集中线荷载设计值20kN/m及以上,采用承插型盘扣式钢管支模脚手架。随着现浇混凝土结构龄期增加,梁的刚度增大,当梁板能够承受上部施工荷载时,该层梁板支模架体方可拆除。
本发明公开的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,包括如下步骤:
S1,施工前,完成建筑结构建模并出施工图;搭设模板前,完成支模脚手架建模并完成模板施工方案论证,通过模板安全计算得到其支模架体类型,立杆间距、步距等参数,将其参数导入到建筑结构有限元分析模型中,配筋与施工图一致;在模型中大跨度支模脚手架立杆附近设置应力-应变监测点;
S2,将全现浇多层建筑工程各楼层标记为1、2、3、……n,根据建筑施工进度计划,计算各楼层施工从开始施工、进行支模脚手架搭设至混凝土浇筑完成日期所需工期天数,设定若干个拟测算的龄期天数a、b、c、……x,其中a≥3,x<28;将第1层完成混凝土浇筑后第a天进行部分拆除、第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,a), 第1层完成混凝土浇筑后第b天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,b),……,第2层完成混凝土浇筑后第a天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(2,a),……,以此类推,第n层完成混凝土浇筑后第x天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(n,x);考虑每层不同早拆方案所有可能的组合,建立若干个多层早拆方案,从1、2、3至n层分别采用第a、a、a、……x天开始部分拆除的多层早拆方案记为F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,x)},以此类推;根据每层的工期天数,预测每个多层早拆方案下,每个楼层梁板其完成混凝土浇筑后龄期为a、b、c、……x天时的工况,所述工况包括该楼层支模架体搭设状态属于满布、半拆和全拆三种状态中的一种;
S3,准备本建筑工程同条件混凝土浇筑后龄期天数为a、b、c、……x天的试块,通过砼条件试块或回弹方式,实测其混凝土强度,获得混凝土强度值;
S4,拆模前,根据砼条件试块或回弹方式获得的砼实测强度将支模架体参数导入到建筑结构有限元分析模型中,确定拆模时间和部位:设拟早拆龄期天数取a,从多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}开始,对多层早拆方案所包含各个单层早拆方案进行荷载分析,根据模板安装、混凝土浇筑施工进度,按照各单层早拆方案对应龄期下支模架体搭设状态,确定施工荷载;根据各楼层荷载的关系,确定早拆最不利楼层m,1≤m≤n;针对该最不利楼层的单层早拆方案f(m,a),将同龄期混凝土试块强度值代入建筑结构有限元分析模型,分析梁板应力-应变变化,测算受力变形情况是否在安全阈值内;
S5,当步骤S4中分析的最不利楼层单层早拆方案f(m,a)多层早拆方案,其梁板受力变形情况在安全阈值内,则确定该多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}为可行方案,进行步骤S6;反之若不在安全阈值内,以下一个多层早拆方案为分析对象,重复步骤S4-S5,直至获得可行方案为止;下一个多层早拆方案的选取,将上一个多层早拆方案的最不利楼层拟早拆龄期天数改为下一个龄期天数,以此类推,直至改为龄期天数x进行测算;
S6,通过上述步骤获得安全可行的多层早拆方案,根据该方案确定每层支模架体何时进行部分拆除,第28天全部拆除,按该方案执行。
所述步骤S1中,采用盈建科结构设计软件(YJKS)建立项目结构计算模型,根据设计施工图,采用有侧移半刚性钢框架计算模型,并将脚手架模型导入到结构计算模型中去,预处理计算模型。
进一步地,所述步骤S1中,所采用的盈建科模板脚手架设计软件,采用通用的有限元计算内核,在前处理部分依托脚手架规范要求对有限元模型的边界条件、荷载进行合理定义,计算单元误差范围进行校正;针对各类脚手架结构参考现有规范进行前处理,按照规范要求进行荷载及工况设置,立杆与横杆之间按照半刚性进行模拟。
所述步骤S1中,在模型中大跨度支模脚手架立杆附近设置应力-应变监测点,监测点设置的原则是,监测点应具有代表性,对模板支撑系统的重要部位应进行重点监测,监测点应布设在受力和变形最大位置。
所述步骤S3中,每个龄期天数混凝土试块为一组,每组不少于6份,实测混凝土强度取平均值获得龄期强度值。
所述步骤S4中,根据各楼层荷载的关系,确定最不利楼层的方法:层高最大、梁跨度、梁截面尺寸最大的楼层为最不利楼层;如果各层层高、梁跨度、梁截面尺寸基本相同或减小时,则首层梁板及其支架是最不利楼层。
所述步骤S4中,测算受力变形情况是否在安全阈值内,具体安全阈值设定为:梁板下支模脚手架只保留主梁跨中1/3时,梁的变形小于1mm,说明主体结构安全可靠。
所述步骤S4中,有限元模型分析考虑主次龙骨对上部荷载的分配作用,立杆与结构间为铰接,对转动刚度取值,设定立杆规格、杆件间的弹性模量、插销与连接盘的弹性模量、泊松比、摩擦因数和刚度相关数据,并通过约束、支撑、荷载边界条件,对脚手架进行有限元仿真计算,得到内力、变形结果。
进一步地,所述步骤S4中,还可将有限元模型分析与现场实验相结合,编制高支模板支撑系统实时的倾角、轴力、位移、沉降监测方案,现场监测支模架体设立杆应力-应变,将现场监测数据与有限元模型分析计算的应力-应变结果进行对比校正,提高计算精度。
所述步骤S6中,所述部分拆除的方法为:先拆除梁侧模及楼板底模板,将跨度>8m的保留主梁跨中1/3架体(格构柱架体高宽比≦3m)和悬挑梁板;将拆除材料周转到上一层结构施工中。拆除具体步骤为:(1)梁底钢管布置搭设定位;(2)硬梁底木方位置排布,先拆除部分及后拆除梁底准确定位设置;(3)硬梁底木方位置排布,侧板加固措施及先拆除部分与后拆除部分的结构排布;(4)硬梁底木方位置排布,底面、侧板加固。
与现有技术相比,本发明能够获得如下有益效果:
1、国家行业标准《建筑施工模板安全技术规范》的规定连续三层不准拆除包括立柱在内的模板结构,若需提前拆除必须进行科学的计算方可决定拆除与否。本发明正是提供了科学的计算方法,基于有限元模型分析,充分考虑楼层间底层支架拆除时间需要根据混凝土的强度增长情况确定,在对下部楼层板强度、变形进行验算时,以下部楼层板混凝土的实际强度为依据,按上部浇筑混凝土楼面新增荷载和最不利工况,分析计算连续多层模板支撑脚手架和混凝土楼面承担的最大荷载效应,确定合理的最少连续支模层数。
2、全现浇多层或高层大空间结构建筑,完全等待混凝土强度达到100%才拆除支模会造成巨大浪费,提前拆除又不能确保安全,各楼层工况不同,具体各楼层采用何种早拆方案,才能在确保安全的情况下尽量节省材料缩短工期,是复杂的策略问题,实际建筑施工过程中难以取舍,临时安排会造成极大混乱。本发明提供的方法,根据建筑施工图编制建筑项目模板脚手架施工方案,建立建筑结构有限元分析模型,代入同条件各龄期混凝土强度值,对各楼层各龄期下的早拆方案进行预测和计算,给出了复杂情况下分步骤进行测算得到最佳方案的策略,能够适应各种不同的情况,指导具体工程实践。
3、本发明提供的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,针对梁板跨度超过8m的全现浇多层或高层大空间结构建筑及其承插型盘扣式钢管支模脚手架,充分考虑各方面因素和条件,分析浇筑混凝土、拆模过程中各层梁板及其支架的应力-应变规律,在保证安全的前提下,支模架体在最佳的时机保留主梁跨中1/3架体和悬挑梁板外部分拆除,第28天二次拆除剩余部分架体,既加速了材料周转,又可以保证梁板和架体是安全的,达到安全、节约资源、绿色施工的目的。
附图说明
图1为实施例中支模脚手架立杆布置及监测点布置图;
图2为实施例中各楼层荷载示意图;
图3为实施例中第1层楼面第14天部分拆除支架的整体变形模型图;
图4为实施例中第2层楼面第14天部分拆除支架的轴力测算图。
具体实施方式
本发明公开基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,针对如下类型建筑:全现浇多层或高层大空间结构建筑,梁板跨度超过8m,搭设高度8m及以上、集中线荷载设计值20kN/m及以上,采用承插型盘扣式钢管支模脚手架。随着现浇混凝土结构龄期增加,梁的刚度增大,当梁板能够承受上部施工荷载时,该层梁板支模架体方可拆除。为找到最佳的早拆方案,建立支模架体与建筑结构协同受力、变形的有限元分析模型,在各种预设的浇筑混凝土和拆模施工进度条件下,测算建筑结构及其支撑体系的应力-应变情况,得到在保证安全的前提下提早拆除高大梁板支模的最佳时机和步骤,从而加速模板、钢管周转,节约成本,加快进度。
下面提供一个具体的建筑工程实施例,并结合附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
某全现浇多层或高层大空间结构建筑工程,为某医院门急诊医技楼,由2层地下室和地上10F门急诊医技楼等组成,层高4.5m,梁跨度大于8m,混凝土强度设计值为C30,有超限大梁,楼板厚度为0.12m,本实施例涉及门诊楼2-6层提早拆除梁板支模方案的测算,通过如下步骤进行:
S1,施工前,完成建筑结构建模并出施工图;搭设模板前,完成支模脚手架建模并完成模板施工方案论证,通过模板安全计算得到其支模架体类型,立杆间距、步距等参数,将其参数导入到建筑结构有限元分析模型中,配筋与施工图一致;在模型中大跨度支模脚手架立杆附近设置应力-应变监测点;采用盈建科结构设计软件(YJKS)建立项目结构计算模型,根据设计施工图,采用有侧移半刚性钢框架计算模型,并将脚手架模型导入到结构计算模型中去,预处理计算模型。
用盈建科模板脚手架有限元设计软件,其中模板脚手架参数如下:采用国标盘口,板下立杆1.2m×1.2m,KL41截面为0.7m×0.9m为超限大梁,梁下二根立杆其间距0.6m,跨度向0.6m,步高1.5m,顶层步高1.0m,立杆Rmax=10.312kN,墙梁板柱同时浇筑,监测点布置及立杆布置见图1。
所采用的盈建科模板脚手架设计软件,采用通用的有限元计算内核,在前处理部分依托脚手架规范要求对有限元模型的边界条件、荷载进行合理定义,计算单元误差范围进行校正;针对各类脚手架结构参考现有规范进行前处理,按照规范要求进行荷载及工况设置,立杆与横杆之间按照半刚性进行模拟。
S2,将本实施例涉及各楼层标记为1、2、3、……5(门诊楼2-6层,按梁板1-5层来标记),根据建筑施工进度计划,计算各楼层施工从开始施工、进行支模脚手架搭设至混凝土浇筑完成日期所需工期天数。如下表:
设定若干个拟测算的龄期天数3、7、14、21、27;将第1层完成混凝土浇筑后第3天进行部分拆除、第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,3), 第1层完成混凝土浇筑后第7天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,7),……,第2层完成混凝土浇筑后第3天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(2,3),……,以此类推,第5层完成混凝土浇筑后第27天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(5,27);考虑每层不同早拆方案所有可能的组合,建立若干个多层早拆方案,从1、2、3至n层分别采用第3、3、3、……3天开始部分拆除的多层早拆方案记为F{ f(1,3),f(2,3),f(3,3),……,f(5,3)},以此类推;根据每层的工期天数,预测每个多层早拆方案下,每个楼层梁板其完成混凝土浇筑后龄期为3、7、14、21、27天时的工况,所述工况包括该楼层支模架体搭设状态属于满布、半拆和全拆三种状态中的一种。
本实施例中,举例来说,测算多层早拆方案F{ f(1,14),f(2,14),f(3,14),……,f(5,14)}时,可得到第2层楼面工况如下表:
第3层楼面工况如下表:
第4层楼面工况如下表:
S3,准备本建筑工程同条件混凝土浇筑后龄期天数为3、7、14、21、27天的试块,每个龄期天数混凝土试块为一组,每组6份,或者通过回弹方式,实测混凝土强度取平均值获得龄期强度值。混凝土强度实验结果如下表:
S4,设拟早拆龄期天数取a,从多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}开始,对多层早拆方案所包含各个单层早拆方案进行荷载分析,根据模板安装、混凝土浇筑施工进度,按照各单层早拆方案对应龄期下支模架体搭设状态,确定施工荷载;根据各楼层荷载的关系,确定早拆最不利楼层m,1≤m≤n;针对该最不利楼层的单层早拆方案f(m,a),将同龄期混凝土试块强度值代入建筑结构有限元分析模型,分析梁板应力-应变变化,测算受力变形情况是否在安全阈值内;
本实施例中,有限元模型分析按照规范要求进行荷载及工况设置,立杆与横杆之间按照半刚性进行模拟,转动刚度20kN•m/rad[11]取值,立杆与结构间为铰接。设定立杆规格为⌀48.3 mm×3.2 mm钢管,杆件间的弹性模量为2.06×105 N/mm2、插销与连接盘的弹性模量为1.95×105 N/mm2,泊松比0.3,摩擦因数0.2和刚度等相关数据,建立有限元模型,并通过约束、支撑、荷载等边界条件。软件考虑了主次龙骨对上部荷载的分配作用,进而对脚手架进行有限元仿真计算,得到内力、变形结果。
确定最不利楼层的方法:层高最大、梁跨度、梁截面尺寸最大;如果各层层高、梁跨度、梁截面尺寸基本相同或减小时,则首层梁板及其支架是最不利楼层。本实施例中,根据图2得知,在施工进度约10天/层条件下,二层梁及其支架相比以上各层,承受2个楼层自重和施工荷载是最不利楼层。即只分析二层梁在龄期14天、28天变形(全拆完)和1层支模架在14天(保留跨中1/3)变形-轴力图,第14天第1层支架(保留跨中1/3)整体变形图如图3。
根据支模架体强度-稳定性数值分析。测算受力变形情况是否在安全阈值内,具体安全阈值设定为:梁板下支模脚手架只保留主梁跨中1/3时,梁的变形小于1mm,说明主体结构安全可靠。
例如,第14d二层梁板下支模脚手架只保留主梁跨中1/3时,参见图4可知梁的变形小于1mm,说明主体结构安全可靠。
进一步地,本实施例中,还将有限元模型分析与现场实验相结合,编制高支模板支撑系统实时的倾角、轴力、位移、沉降监测方案,现场监测支模架体设立杆应力-应变,将现场监测数据与有限元模型分析计算的应力-应变结果进行对比校正,提高计算精度。
S5,当步骤S4中分析的最不利楼层单层早拆方案f(m,a)多层早拆方案,其梁板受力变形情况在安全阈值内,则确定该多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}为可行方案,进行步骤S6;反之若不在安全阈值内,以下一个多层早拆方案为分析对象,重复步骤S4-S5,直至获得可行方案为止;下一个多层早拆方案的选取,将上一个多层早拆方案的最不利楼层拟早拆龄期天数改为下一个龄期天数,以此类推,直至改为龄期天数x进行测算。
本实施例中,测算可得,三层楼面混凝土浇筑,二层楼面混凝土已第14天龄期时,此时保留第一层主梁跨中1/3架体和悬挑梁板外,其余拆除,四层楼面混凝土浇筑时间对二层楼面支架轴力-变形影响很小。
S6,通过上述步骤获得安全可行的多层早拆方案,确定二层楼面混凝土已第14天龄期时,第28天全部拆除。
部分拆除的方法为:先拆除梁侧模及楼板底模板,将跨度>8m的保留主梁跨中1/3架体(格构柱架体高宽比≦3m)和悬挑梁板;将拆除材料周转到上一层结构施工中。拆除具体步骤为:(1)梁底钢管布置搭设定位;(2)硬梁底木方位置排布,先拆除部分及后拆除梁底准确定位设置;(3)硬梁底木方位置排布,侧板加固措施及先拆除部分与后拆除部分的结构排布;(4)硬梁底木方位置排布,底面、侧板加固。
本发明还提供一种快速判断早拆方案的方法:确定各层早拆依据是砼(即混凝土)的强度,而砼的强度与龄期、温度、湿度相关。快速判断提前拆除的顺序是:回弹拆除部位砼强度,当梁板砼强度回弹推定值达到设计等级85%时,运用有限元模型进行应力-应变分析,确定早拆部位。此方法不一定能够得到最佳的早拆方案,即所有楼层确保安全的最早拆除时机,但能够减少测算步骤,快速得到一个可行方案。
本发明所提供的方法,应用于其他同类建筑工程实例,可根据实际情况设定参数,以达到相应的技术效果。
以上所述,仅为本发明的较佳实例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,凡属本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围,凡依据本发明实质技术对上述实例所做的任何等效变更和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:针对如下建筑:全现浇多层或高层大空间结构建筑,梁板跨度超过8m,搭设高度8m及以上、集中线荷载设计值20kN/m及以上,采用承插型盘扣式钢管支模脚手架;随着现浇混凝土结构龄期增加,梁的刚度增大,当梁板能够承受上部施工荷载时,该层梁板支模架体方可拆除;
所述基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,包括如下步骤:
S1,施工前,完成建筑结构建模并出施工图;搭设模板前,完成支模脚手架建模并完成模板施工方案论证,通过模板安全计算得到其支模架体类型,立杆间距、步距参数,将其参数导入到建筑结构有限元分析模型中,配筋与施工图一致;在模型中大跨度支模脚手架立杆附近设置应力-应变监测点;
S2,将全现浇多层建筑工程各楼层标记为1、2、3、……n,根据建筑施工进度计划,计算各楼层施工从开始施工、进行支模脚手架搭设至混凝土浇筑完成日期所需工期天数,设定若干个拟测算的龄期天数a、b、c、……x,其中a≥3,x<28;将第1层完成混凝土浇筑后第a天进行部分拆除、第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,a), 第1层完成混凝土浇筑后第b天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(1,b),……,第2层完成混凝土浇筑后第a天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(2,a),……,以此类推,第n层完成混凝土浇筑后第x天进行部分拆除,第28天进行完全拆除的单层早拆方案记为f(n,x);考虑每层不同早拆方案所有可能的组合,建立若干个多层早拆方案,从1、2、3至n层分别采用第a、a、a、……x天开始部分拆除的多层早拆方案记为F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,x)},以此类推;根据每层的工期天数,预测每个多层早拆方案下,每个楼层梁板其完成混凝土浇筑后龄期为a、b、c、……x天时的工况,所述工况包括该楼层支模架体搭设状态属于满布、半拆和全拆三种状态中的一种;
S3,准备本建筑工程同条件混凝土浇筑后龄期天数为a、b、c、……x天的试块,通过砼条件试块或回弹方式,实测其混凝土强度值;
S4,拆模前,根据砼条件试块或回弹方式获得的砼实测强度将支模架体参数导入到建筑结构有限元分析模型中,确定拆模时间和部位:设拟早拆龄期天数取a,从多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}开始,对多层早拆方案所包含各个单层早拆方案进行荷载分析,根据模板安装、混凝土浇筑施工进度,按照各单层早拆方案对应龄期下支模架体搭设状态,确定施工荷载;根据各楼层荷载的关系,确定早拆最不利楼层m,1≤m≤n;针对该最不利楼层的单层早拆方案f(m,a),将同龄期混凝土试块强度值代入建筑结构有限元分析模型,分析梁板应力-应变变化,测算受力变形情况是否在安全阈值内;
S5,当步骤S4中分析的最不利楼层单层早拆方案f(m,a)多层早拆方案,其梁板受力变形情况在安全阈值内,则确定该多层早拆方案F{ f(1,a),f(2,a),f(3,a),……,f(n,a)}为可行方案,进行步骤S6;反之若不在安全阈值内,以下一个多层早拆方案为分析对象,重复步骤S4-S5,直至获得可行方案为止;下一个多层早拆方案的选取,将上一个多层早拆方案的最不利楼层拟早拆龄期天数改为下一个龄期天数,以此类推,直至改为龄期天数x进行测算;
S6,通过上述步骤获得安全可行的多层早拆方案,根据该方案确定每层支模架体何时进行部分拆除,第28天全部拆除,按该方案执行。
2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S1中,采用盈建科结构设计软件建立项目结构计算模型,根据设计施工图,采用有侧移半刚性钢框架计算模型,并将脚手架模型导入到结构计算模型中去,预处理计算模型;
所采用的盈建科模板脚手架设计软件,采用通用的有限元计算内核,在前处理部分依托脚手架规范要求对有限元模型的边界条件、荷载进行合理定义,计算单元误差范围进行校正;针对各类脚手架结构参考现有规范进行前处理,按照规范要求进行荷载及工况设置,立杆与横杆之间按照半刚性进行模拟。
3.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S3中,每个龄期天数混凝土试块为一组,每组不少于6份,实测混凝土强度取平均值获得龄期强度值。
4.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S4中,根据各楼层荷载的关系,确定最不利楼层的方法是:层高最大、梁跨度、梁截面尺寸最大的楼层为最不利楼层;如果各层层高、梁跨度、梁截面尺寸基本相同或减小时,则首层梁板及其支架是最不利楼层。
5.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S4中,测算受力变形情况是否在安全阈值内,具体安全阈值设定为:梁板下支模脚手架只保留主梁跨中1/3时,梁的变形小于1mm,说明主体结构安全可靠。
6.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S4中,有限元模型分析考虑主次龙骨对上部荷载的分配作用,立杆与结构间为铰接,对转动刚度取值,设定立杆规格、杆件间的弹性模量、插销与连接盘的弹性模量、泊松比、摩擦因数和刚度相关数据,并通过约束、支撑、荷载边界条件,对脚手架进行有限元仿真计算,得到内力、变形结果。
7.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S1中,在模型中大跨度支模脚手架立杆附近设置应力-应变监测点,所述监测点布设在受力和变形最大位置;所述步骤S4中,将有限元模型分析与现场实验相结合,编制高支模板支撑系统实时的倾角、轴力、位移、沉降监测方案,现场监测支模架体设立杆应力-应变,将现场监测数据与有限元模型分析计算的应力-应变结果进行对比校正,提高计算精度。
8.根据权利要求1所述的基于有限元分析的高大梁板支模早拆测算方法,其特征在于:所述步骤S6中,所述部分拆除的方法为:先拆除梁侧模及楼板底模板,将跨度>8m的保留主梁跨中1/3架体和悬挑梁板;将拆除材料周转到上一层结构施工中;拆除具体步骤为:(1)梁底钢管布置搭设定位;(2)硬梁底木方位置排布,先拆除部分及后拆除梁底准确定位设置;(3)硬梁底木方位置排布,侧板加固措施及先拆除部分与后拆除部分的结构排布;(4)硬梁底木方位置排布,底面、侧板加固。
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