大跨度张拉弦钢桁架主体滑移施工
|
摘要
近年来，随着人民生产、生活的需要，大量大跨度房屋不断兴建。而其中大跨度钢桁架、网架等钢结构应用最为广泛。随着预应力技术的不断发展，预应力结构已经不再局限于混凝土结构而广泛地应用于钢结构之中，因此出现更大跨度的结构形式，以满足建筑对大空间的需求。
本文从介绍大跨度结构的定义、材料、形式、应用及发展开始，论述了空间大跨度钢结构的一般施工方法、工艺特点及施工技术要点、难点，具体包括高空散装法、分条法或分块安装法、整体提升法、整体顶升法、整体吊装法及滑移法。介绍了预应力钢结构常见的结构形式以及预应力张拉施工。
基于对张弦梁结构模型的分析，阐述了张弦梁式结构的形式、发展和应用，针对拱式张弦梁式的结构类型，用能量法的原理对其结构的受力及计算方法进行了分析，并讨论了影响该结构形式的因素。
重点介绍了张弦梁结构中的最具代表性的结构形式——倒三角张弦桁架的综合施工技术。其中包括桁架的散拼与整拼；拼装胎架设计；张拉弦常见的张拉材料与锚具、张拉工艺等。着重对张拉施工的同步监测方法进行了分析，使用有限元程序ANSYS对桁架从初始状态到桁架预应力施加完成进行了模拟，找出施工监测控制关键点的变形位移值并将其应用于监测之中。最后论述了桁架滑移施工中的若干问题，分析了滑移施工中的同步控制，并对滑移施工监测进行了讨论。
Recently，with the demand of production and life of people，lots of large-span structure building arise in cities. Large-span steel truss, grid frame and other forms of steel structure are applied not only in reinforced concrete structures but also in steel structures and as a result many types of more long span structures are developed to meet the need of large space in architecture.
The paper begins with the introduction of the definition、materials、forms、application and development of large-span structure and then dissertate the common construction methods、technological characteristics and requirement which includes high altitude construction in bulk，assemble， segment by segment，integral assembly，integral propping up，whole installation and sliding construction. Referring to the large span structure，the author describes the material，construction characteristics，manufacture，connection，application and development and then discusses the main techniques in the integral sliding construction for large span structure, which includes jacking scheme, plan layout, assembly, stacking of components, setting of sliding system, setting of track etc.
Base on the analysis of the model of Beam Sting Structure, the author introduces its forms, development and applications , give a method to calculate and analysis this type of structure and list the factors that inflect the structure.
The paper emphasizes the most representative form of the beam string structure—the inver-triangle shaped arch truss with a prestressed cable-chord and construction method of it，which include segment assemble , integral assemble of the truss ,design of assemble falsework, the common materials and anchorage for stretching proceeding. The paper has an emphases on the monitoring of stretching process and use a finite element methoded computer program ANSYS to simulate the truss stretching from start state to stretching finish state for the purpose on finding the displacement of key nodes. At list the paper discuss some problems in sliding construction , analysis how to control the sliding synchronously and how to monitor the proceeding of sliding construction.
本文从介绍大跨度结构的定义、材料、形式、应用及发展开始，论述了空间大跨度钢结构的一般施工方法、工艺特点及施工技术要点、难点，具体包括高空散装法、分条法或分块安装法、整体提升法、整体顶升法、整体吊装法及滑移法。介绍了预应力钢结构常见的结构形式以及预应力张拉施工。
基于对张弦梁结构模型的分析，阐述了张弦梁式结构的形式、发展和应用，针对拱式张弦梁式的结构类型，用能量法的原理对其结构的受力及计算方法进行了分析，并讨论了影响该结构形式的因素。
重点介绍了张弦梁结构中的最具代表性的结构形式——倒三角张弦桁架的综合施工技术。其中包括桁架的散拼与整拼；拼装胎架设计；张拉弦常见的张拉材料与锚具、张拉工艺等。着重对张拉施工的同步监测方法进行了分析，使用有限元程序ANSYS对桁架从初始状态到桁架预应力施加完成进行了模拟，找出施工监测控制关键点的变形位移值并将其应用于监测之中。最后论述了桁架滑移施工中的若干问题，分析了滑移施工中的同步控制，并对滑移施工监测进行了讨论。
Recently，with the demand of production and life of people，lots of large-span structure building arise in cities. Large-span steel truss, grid frame and other forms of steel structure are applied not only in reinforced concrete structures but also in steel structures and as a result many types of more long span structures are developed to meet the need of large space in architecture.
The paper begins with the introduction of the definition、materials、forms、application and development of large-span structure and then dissertate the common construction methods、technological characteristics and requirement which includes high altitude construction in bulk，assemble， segment by segment，integral assembly，integral propping up，whole installation and sliding construction. Referring to the large span structure，the author describes the material，construction characteristics，manufacture，connection，application and development and then discusses the main techniques in the integral sliding construction for large span structure, which includes jacking scheme, plan layout, assembly, stacking of components, setting of sliding system, setting of track etc.
Base on the analysis of the model of Beam Sting Structure, the author introduces its forms, development and applications , give a method to calculate and analysis this type of structure and list the factors that inflect the structure.
The paper emphasizes the most representative form of the beam string structure—the inver-triangle shaped arch truss with a prestressed cable-chord and construction method of it，which include segment assemble , integral assemble of the truss ,design of assemble falsework, the common materials and anchorage for stretching proceeding. The paper has an emphases on the monitoring of stretching process and use a finite element methoded computer program ANSYS to simulate the truss stretching from start state to stretching finish state for the purpose on finding the displacement of key nodes. At list the paper discuss some problems in sliding construction , analysis how to control the sliding synchronously and how to monitor the proceeding of sliding construction.
引文
[1] 虞季森.中大跨建筑结构体系及选型.北京：中国建筑工业出版社，1990
[2] [美]林同炎，S.D.斯多台斯伯利著.高立人，方鄂华、钱稼如译.结构概念和体系.北京：中国建筑工业出版社.1999年2月第二版.
[3] 王仕统.大跨度空间结构的进展.华南理工大学学报.1996，（10）：17-25
[4] 胡世德.北京大跨建筑的发展与展望.建筑技术.2000，（10）：664-668
[5] 网架结构设计手册编辑委员会.网架结构设计手册（实例与图集）.北京:中国建筑工业出版社,1998
[6] Dajun,Ding Thin,long-span roof structure .Modern Steel Structure.1994, (5):46-50
[7] 赵帆，赵志缙.我国钢结构工程技术的新进展.建筑技术.1997,(2):246-248
[8] 梁福康.现代钢材及其工程应用.建筑技术.2000,(10):703-705
[9] Cuocu,Daniel.A.Long-pan roof structures.Modern Steel Construction. 1994,(5):46-50
[10] 肖织、马少华、王伟成编著.空间结构设计与施工.南京：东南大学出版社.1993
[11] 沈祖炎、陈扬骥编著.网架与网壳.上海：同济大学出版社.1998
[12] Cargrae T G A.Structures for the Sylney Olympics 2000.Structure Engineering World.1998
[13] Mokowski Z S.A review of development in last decade.Space Structrue.2002,(4):
[14] 哈尔滨建筑工程学院.大跨房屋钢结构.北京：中国建筑工业出版社.1993
[15] 沈世钊、徐崇宝、赵臣著.悬索结构设计.北京：中国建筑工业出版社,1997
[16] 沈世钊.十年来中国悬索结构的发展.第六届空间结构学术会议论文集.北京：地震出版社,1992
[17] 刘锡良.十年来中国网架结构的发展. 第六届空间结构学术会议论文集.北京：地震出版社,1992
[18] Petersen,Jack.Erection and constructability issues for long-span roofs.Modern Steel Constr- uction.1994,(2):18-24
[19] [英]Z.S.Makowski主编.刘锡良译.平板网架分析、设计与施工.天津：天津大学出版社，2000
[20] 尹德珏、刘善维、钱若军著.网壳结构设计.北京：中国建筑工业出版社，1996
[21] 陆赐麟.预应力结构的形式.钢结构.2001,(1):52-55
[22] 杨宗放、郭正兴.钢结构预应力施工的发展与创新.建筑技术.2002（11）：56-58
[23] 刘开国.大跨度张弦梁式结构的分析.空间结构.2001，（2）：39-43
[24] 白正仙、刘锡良等.新型空间结构形式——张弦梁结构.空间结构.2001,(2):
[25] M.Saitoh.Role of string-aestheetics and technology of the beam string structure[A].
Proceeding of the LSA98 conference “light structures in architecture Engineering and constr- uction”[C].(1998):692-701
[26] Kawaguichi.Structural tests on a full-size suspend-dome structure[A].ISSA International symposium’97 on shell & spatial structure[C].1997,(11):431-438
[27] 刘锡良、白正仙.张弦梁结构的有限元分析.空间结构.1998，（4）：
[28] E.Malla、Smith.Space truss structural integrity,Space structure.2002,(4):
[29] 吴欣之等.广州国际会展中心大跨度复杂形体的钢结构安装技术研究.建筑施工.
2002，（5）：
[30] Shiro kato.Active control of axial forces in beam string structure [A] .Proc.of the IASS-ASCE Int.symposium[C](1994):725-731
[31] 白正仙、刘锡良、李义生.单榀张弦梁结构各因素的影响分析.钢结构.2001，（3）：
[32] 周敬、姚刚、鲍广鑑.倒三角张拉弦桁架结构及其施工.建筑技术.
[33] 王帆、郭正兴.张弦梁设计与施工简介.第七届后张预应力学术交流论文集.2001
[34] 江正荣.建筑结构预制与吊装手册.北京：中国建筑工业出版社.1994
[35] 叶德安.钢结构工程技术手册. 武汉：华中理工大学出版社.1995
[36] 沈祖炎、黄云忠、沈德洪.钢结构制作安装手册.北京：中国建筑工业出版社.1998
[37] 中国钢结构协会编著.建筑钢结构施工手册.北京：中国计划出版社.2002
[38] 马亮.广州国际会展中心预应力张弦式桁架施工测量.施工技术.2003，[5]:28-29
[39] 张从思、张利兵.首都国际机场新航站楼大型屋架的吊装施工.施工技术. 1998，（6）：11-12
[40] 刘树屯、关忆卢.首都机场306×90m飞机库屋盖设计和施工.建筑结构学报.1997（3）
[41] Vilnay O.Determinatc tenscgric shells.Journal of Structural Engineering.1981
[42] 毛鹤琴.建筑施工.北京：中国建筑工业出版社.1987
[43] 钟善桐.钢结构.北京：中国建筑工业出版社.1988
[44] 陈绍藩.钢结构. 北京：中国建筑工业出版社.1996
[45] 曾思成、赵资钦.广东奥林匹克体育场钢屋盖吊装方案.广东土木与建筑.2001，（3）：
[46] JGJ130-2001、J84-2001.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.北京：中国建筑工业出版社.2001
[47] 栾德成、杨嗣信、张承起.首都国际机场新航站楼钢屋盖的施工.土木工程学报.1998，（6）：68-75
[48] 李蕾、高宏.分块滑移法在干煤棚大跨度网壳安装中的应用.西安建筑科技大学学报.1999，（1）：77-79
[49] 路克宽、李树增、刘凤芝等.巨型钢结构现场拼装与滑移技术. 建筑技术.1995，（11）：681-682
[50] JGJ78-91.网架结构工程质量检验评定标准.北京：中国计划出版社.1991
[51] 王云飞、崔振中.计算机控制技术在3200t钢屋盖整体提升中的应用.建筑技术.1998，（8）：552-554
[52] 乌建中、卞永明、李伟哲.超大型构件的液压同步整体提升技术.建筑机械.1995，（11）：32-35
[53] 王云飞、崔振中、沈培坚.超大型钢结构整体提升计算机控制系统.施工技术.1998，（4）：6-9
[54] GB5022-195.钢结构工程质量检验评定标准.北京：中国计划出版社.1995
[2] [美]林同炎，S.D.斯多台斯伯利著.高立人，方鄂华、钱稼如译.结构概念和体系.北京：中国建筑工业出版社.1999年2月第二版.
[3] 王仕统.大跨度空间结构的进展.华南理工大学学报.1996，（10）：17-25
[4] 胡世德.北京大跨建筑的发展与展望.建筑技术.2000，（10）：664-668
[5] 网架结构设计手册编辑委员会.网架结构设计手册（实例与图集）.北京:中国建筑工业出版社,1998
[6] Dajun,Ding Thin,long-span roof structure .Modern Steel Structure.1994, (5):46-50
[7] 赵帆，赵志缙.我国钢结构工程技术的新进展.建筑技术.1997,(2):246-248
[8] 梁福康.现代钢材及其工程应用.建筑技术.2000,(10):703-705
[9] Cuocu,Daniel.A.Long-pan roof structures.Modern Steel Construction. 1994,(5):46-50
[10] 肖织、马少华、王伟成编著.空间结构设计与施工.南京：东南大学出版社.1993
[11] 沈祖炎、陈扬骥编著.网架与网壳.上海：同济大学出版社.1998
[12] Cargrae T G A.Structures for the Sylney Olympics 2000.Structure Engineering World.1998
[13] Mokowski Z S.A review of development in last decade.Space Structrue.2002,(4):
[14] 哈尔滨建筑工程学院.大跨房屋钢结构.北京：中国建筑工业出版社.1993
[15] 沈世钊、徐崇宝、赵臣著.悬索结构设计.北京：中国建筑工业出版社,1997
[16] 沈世钊.十年来中国悬索结构的发展.第六届空间结构学术会议论文集.北京：地震出版社,1992
[17] 刘锡良.十年来中国网架结构的发展. 第六届空间结构学术会议论文集.北京：地震出版社,1992
[18] Petersen,Jack.Erection and constructability issues for long-span roofs.Modern Steel Constr- uction.1994,(2):18-24
[19] [英]Z.S.Makowski主编.刘锡良译.平板网架分析、设计与施工.天津：天津大学出版社，2000
[20] 尹德珏、刘善维、钱若军著.网壳结构设计.北京：中国建筑工业出版社，1996
[21] 陆赐麟.预应力结构的形式.钢结构.2001,(1):52-55
[22] 杨宗放、郭正兴.钢结构预应力施工的发展与创新.建筑技术.2002（11）：56-58
[23] 刘开国.大跨度张弦梁式结构的分析.空间结构.2001，（2）：39-43
[24] 白正仙、刘锡良等.新型空间结构形式——张弦梁结构.空间结构.2001,(2):
[25] M.Saitoh.Role of string-aestheetics and technology of the beam string structure[A].
Proceeding of the LSA98 conference “light structures in architecture Engineering and constr- uction”[C].(1998):692-701
[26] Kawaguichi.Structural tests on a full-size suspend-dome structure[A].ISSA International symposium’97 on shell & spatial structure[C].1997,(11):431-438
[27] 刘锡良、白正仙.张弦梁结构的有限元分析.空间结构.1998，（4）：
[28] E.Malla、Smith.Space truss structural integrity,Space structure.2002,(4):
[29] 吴欣之等.广州国际会展中心大跨度复杂形体的钢结构安装技术研究.建筑施工.
2002，（5）：
[30] Shiro kato.Active control of axial forces in beam string structure [A] .Proc.of the IASS-ASCE Int.symposium[C](1994):725-731
[31] 白正仙、刘锡良、李义生.单榀张弦梁结构各因素的影响分析.钢结构.2001，（3）：
[32] 周敬、姚刚、鲍广鑑.倒三角张拉弦桁架结构及其施工.建筑技术.
[33] 王帆、郭正兴.张弦梁设计与施工简介.第七届后张预应力学术交流论文集.2001
[34] 江正荣.建筑结构预制与吊装手册.北京：中国建筑工业出版社.1994
[35] 叶德安.钢结构工程技术手册. 武汉：华中理工大学出版社.1995
[36] 沈祖炎、黄云忠、沈德洪.钢结构制作安装手册.北京：中国建筑工业出版社.1998
[37] 中国钢结构协会编著.建筑钢结构施工手册.北京：中国计划出版社.2002
[38] 马亮.广州国际会展中心预应力张弦式桁架施工测量.施工技术.2003，[5]:28-29
[39] 张从思、张利兵.首都国际机场新航站楼大型屋架的吊装施工.施工技术. 1998，（6）：11-12
[40] 刘树屯、关忆卢.首都机场306×90m飞机库屋盖设计和施工.建筑结构学报.1997（3）
[41] Vilnay O.Determinatc tenscgric shells.Journal of Structural Engineering.1981
[42] 毛鹤琴.建筑施工.北京：中国建筑工业出版社.1987
[43] 钟善桐.钢结构.北京：中国建筑工业出版社.1988
[44] 陈绍藩.钢结构. 北京：中国建筑工业出版社.1996
[45] 曾思成、赵资钦.广东奥林匹克体育场钢屋盖吊装方案.广东土木与建筑.2001，（3）：
[46] JGJ130-2001、J84-2001.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.北京：中国建筑工业出版社.2001
[47] 栾德成、杨嗣信、张承起.首都国际机场新航站楼钢屋盖的施工.土木工程学报.1998，（6）：68-75
[48] 李蕾、高宏.分块滑移法在干煤棚大跨度网壳安装中的应用.西安建筑科技大学学报.1999，（1）：77-79
[49] 路克宽、李树增、刘凤芝等.巨型钢结构现场拼装与滑移技术. 建筑技术.1995，（11）：681-682
[50] JGJ78-91.网架结构工程质量检验评定标准.北京：中国计划出版社.1991
[51] 王云飞、崔振中.计算机控制技术在3200t钢屋盖整体提升中的应用.建筑技术.1998，（8）：552-554
[52] 乌建中、卞永明、李伟哲.超大型构件的液压同步整体提升技术.建筑机械.1995，（11）：32-35
[53] 王云飞、崔振中、沈培坚.超大型钢结构整体提升计算机控制系统.施工技术.1998，（4）：6-9
[54] GB5022-195.钢结构工程质量检验评定标准.北京：中国计划出版社.1995
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |