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广东省建筑业新技术应用示范工程验收资料


建设部建筑业新技术应用示范工程技术总结

单项技术与用总结

5.2.1.4 经济、社会效益
焊接过程中,克服了异种钢高空全位置焊接的困难。现场一级焊缝达 2 万延长 米,经第三方检测合格率达 100%。焊接残余力观测合格,保证了工期,为后续施工 创造了有利的条件。 经过对焊接环境的着意保护、焊接工艺优化和监控、焊接过程各道工序的有效 制约,可以说本项目异种钢材复杂条件下焊接取得了成功,为建筑用铸钢在大型、 复杂的钢结构建筑推广与用创了先河。

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建设部建筑业新技术应用示范工程技术总结

单项新技术用总结

5.2.2 钢结构安装施工仿真技术
5.2.2.1 工程概况
本工程建设规模较大,结构形式新颖独特,结构类型较多,钢结构用量较大, 运输、吊装路线错综复杂,施工工况多,难度较大。为探明各种工况下结构的内力 变化机理,根据施工方案和组织设计对施工过程进行仿真模拟分析,预先发现施工 中存在的质量和安全隐患,保证工程的顺利进行。 选用有限元软件 DIANA(或 ANSYS)对结构进行模拟分析。根据建筑物的结 构形式和施工方案,针对不同的施工阶段建立相的有限元模型,考察其在施工荷载 作用下的受力情况。 根据施工监测进度计划及时提供分析结果,并将分析中发现的隐患和相的建议 及时上报,指导后续施工过程。

5.2.2.2 施工方法 施工工艺流程
针对多功能厅及大剧场钢结构特点及其吊装顺序,对钢结构吊装变形进行分析, 分析主要采用大型通用有限元分析程序 ANSYS 进行,杆件单元采用 BEAM188,分 析时考虑了结构的大变形。钢材为 Q345GJB,弹性模量 E=2.06× 105MPa,屈服强度 fy=295MPa,泊松比为 0.3。施工过程主要考虑结构杆件重力荷载和施工活荷载,施 工机械设备和人员等大都直接作用在脚手架构造的平台上,构件荷载以自重为主。 在钢结构吊装过程中需搭设临时胎架(主要支承结构)及大面积脚手架(附属 支承结构)支撑,考虑到安全性与经济性,待钢结构部分安装完毕后可先将附属支 承结构拆除,待钢结构全部安装完毕后才将主要支承结构拆除(卸载) 。在吊装过程 中,结构杆件的受力情况有别于其设计情况,因此需对结构安装进行跟踪模拟,并 对吊装变形进行分析,来作为钢结构吊装施工的依据,保证结构的安全。

施工过程工艺要点
施工过程主要采用有限元进行分析,将多功能厅施工过程分为十二个工况进行 分析,将大剧场施工过程分为二十二个工况进行分析。典型分析过程如下: 工况一: 分别将吊装铸钢节点、主梁、平面次梁的有限元模型及约束条件提取工况图, 计算得最大位移及力取变形图和力云图。如下所示:

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计算模型图

结构变形图

结构力云图

工况十二: 选取最后一个结构面的主梁、次梁和保留铸钢节点下部胎架作为工况,制订有 限元模型及约束条件,提取工况图。计算得最大位移和力图如下:

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计算模型图

结构变形图

结构力云图

创新点
采取有限元分析对整个施工过程分阶段进行计算模拟。计算结构吊装过程中的 安装性,同时也计算支撑胎架卸载过程中的结构安全性。 针对本工程钢结构特点,在钢结构施工过程中需搭设临时胎架及大面积脚手架 支撑,待钢结构安装完毕后将其全部拆除。胎架卸荷采用“原位监测同步控制、分区
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单项技术与用总结

分级逐步卸荷”的方法进行。在卸载过程中必将引起结构刚度的变化,产生内力重分 配。 为此, 对卸荷过程进行计算机仿真模拟, 通过大型通用有限元分析软件 ANSYS, 按照既定的卸载(拆除胎架)顺序,分析其在卸载过程中的变形与力的变化,以保 证结构的安全。 卸载工况分析 在卸载过程中,由于结构本身的复杂性以及同时卸载的困难,必将引起结构刚 度的变化,产生内力重分配。需按照既定的卸载顺序,分析其在卸载过程中的变形 与力的变化,用 ansys 大型有限元通用程序,使用 beam188 单元能很好地模拟结构 主次梁,计算其在卸载过程中及卸载之后的力及位移的变化。

5.2.2.3 质量保证措施
采用同步分级逐步卸载的方法对所有铸钢节点下胎架进行卸载模拟计算。共 14 个点, 分三步三级逐步卸载。 采用分级卸载的方法: 第一级按节点竖向位移量的 30% 卸载;第二级按节点竖向位移量的 40%卸载;第三级按节点竖向位移量的 30%卸载。

5.2.2.4 经济、社会效益
采用施工过程同步模拟分析技术,使得广州***复杂三维空间结构的施工安全得 到保障。同时,施工过程中分析完毕后,针对不同的铸钢节点采用相的支撑措施。 减少了大面积支撑胎架设置的费用,节约资金约 100 万元。经过模拟计算,确定了 整体的安装和焊接顺序,为施工过程提供了依据。使得整个施工过程得以受控。提 高了施工工期的可预见性,加快了施工的步伐,节约了施工工期。

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5.7 钢结构的防火防腐技术
5.7.1 工程概况
大剧场设计耐火等级为一级;选用 TN-LB 薄型钢结构防火涂料,耐火极限分别 为 3.0 小时、2.0 小时、1.0 小时;涂装范围:除 m1、m2、m3、m4、m5、m6、m8、 m9、m21、m29 外的大剧场所有结构面。多功能厅耐火等级为二级;选用 LB 薄型钢 结构防火涂料,耐火极限 2h,涂层厚度 3.6mm,涂装面积约 35000m2;涂装范围: 除 m3、m21、m22、m35 外的小石头所有结构面。不作防火涂料处理的面与需要涂 装的面相交处的钢构件,须作涂装处理。

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5.7.2 施工方法 5.7.2.1 施工工艺流程

5.7.2.2 施工过程工艺要点
(1).环境条件:施工过程中和涂层干燥固化前,环境温度宜保持在 5-38℃,相对 湿度不宜大于 85%,空气流通。环境温度低于 0℃时不宜施工。当风速大于 5m/s(或 以上穿堂风)不宜作业。雨天或构件表面结露时不宜进行露天施工。 (2).防护及围护:施工时对不需要施工防火涂料的部位和设备,可以铺设彩条布
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