北京某大型图书馆钢结构提升施工方案(鲁班奖 地面拼装 ...

第 1 页 共 66 页 一 工程概况 1建筑基本情况 建设单位： 工程名称： 建设地点： 建筑规模： 基地面积约 22000建筑面积约 81310 中地上建筑面积： 37231 地下建筑面积： 44079 筑高度： 27 m；建筑层数：地上 5 层，地下 3 层 工程地质勘察单位： 结构设计单位： 监理单位： 施工总承包单位： 方案参加编制单位： 2工程概况 *二期暨 *工程由地下 3 层和地上 5 层组成，该大楼东西方向长 120m，基 座区宽 90m，屋顶宽 116m。大楼屋顶高 座 顶高 结 构分成 沉稳的基 座 部份 和 4、 5 层的钢结构部分，其特点是在建筑顶部两层采用大跨度巨型钢桁架体系。其中一二层采用钢筋混凝土框架筒体结构体系，利用建筑垂直交通单元组成的六个钢筋混凝土筒体作为本建筑物主要抗侧力构件，三层以上采用巨型钢桁架这一新型结构体系，由 36 根钢柱承受其重量，同时将 6 个钢筋混凝土筒体升至屋面。南北向设有 6 榀巨型钢桁架 (南北向巨型钢桁架之间设置四道柱间支撑构成东西向 2 榀钢桁架，结构的整体性好。主桁架的立柱、弦杆、腹杆均采用箱型截面。钢板厚度主要为 40 80质主要为 中 40 60 向性能要求满足 于60材 Z 向性能要求满足 由于本工程钢结构体型巨大，单个杆件重量大，空中组拼难度较大。为保证钢结构整体安装质量和精度，本工程总体施工方案采用逆作法施工，四层至顶层钢结构地面拼装完成后，再进行土方开挖，施工地下三层结构。钢结构采用“地面拼装，整体提升”的施工方案，利用结构体系中的六个钢筋混凝土核芯筒做为主要提升平台。为缓解施工进度压力，钢结构主要构件 及主悬臂梁、主连系梁第 2 页 共 66 页 在图书 馆基础结构施工前，在地面拼装完成以后进行整体提升，一些次要构件在整体提升完毕以后，砼结构施工期间在空中穿插散拼。最终确定整体提升重量约为 10400 吨。 主要施工流程见 钢结构施工工艺流程。 二 提升施工特点、难点分析及应对措施 升吊点的确定 本工程整体提升重量大，需提升结构面积广，钢结构构造复杂，杆件刚度差异较大，如何合理布置提升吊点，确保提升施工安全和被提升构件应力和变形在规范允许范围内，是本提升施工的方案的重中之重。 应对措施 应用计算机有限元计算分析软件，顺序模拟提升施工各工况， 结合工程设计状况通过计算分析确定最佳提升吊点位置和提升吊点所需提升力。 升重量重，提升结构面积大，安全性要求高 本工程总的提升重量达到 10200 吨，在国内以前的工程中还前所未有。以前国内提升重量最重的是上海大剧院钢结构屋架整体提升工程，提升重量为 6075 吨；本工程提升钢结构的尺寸为 116m 106m，面积约 12300m，面积巨大。 应对措施 1多布置的吊点 根据结构的特点，通过计算分析使用六个核芯筒和四副门式钢架布置提升吊点，共布置 28 个提升吊点；控制系统具有极高的同步控制性能。 2多使用 的提升油缸 在 28 个提升吊点上，共布置 64 台提升油缸，其中 44 台 350 吨提升油缸， 20 台 200吨提升油缸；所选用的控制系统具有较强的控制能力，足以控制 64 台提升油缸和 18 台液压泵站的协调动作。 3安全系数储备大 64 台提升油缸总体提升能力达到 19400 吨，提升油缸的整体安全储备系数为 绞线的安全系数为 第 3 页 共 66 页 一提升平台上各点的载荷在提升过程中波动较大 在同一核芯筒上，各吊点之间的距离近，结构刚度大，对位置同步控制极其敏感。只要位置误差稍有差别，各点的负载将重新分配而发生较大的波动， 可能引起结构的不安全。 应对措施 1采用位置同步与载荷分配相结合的控制策略 在计算机控制系统软件设计时，在每个核心筒各吊点之间采取负载分配同步控制策略，使提升结构在每个核心筒位置上各吊点的负载与理论计算基本一致。 位置同步与载荷分配相结合的控制框图见附图 10。 2选用高精度压力传感器 在每个提升吊点，选用高精度的压力传感器；这种压力传感器的测量精度在千分之五内。 3液压系统的保证 在使用的液压系统中，使用进口比例阀进行提升速度的控制。使用这种电液比例阀，同步调节精度高。 4、计算机控制系统的保证 本计算机控制系统控制精度高、控制能力强。 步控制要求高 在提升过程中，各吊点之间的同步控制要求在 10；同时，同一核心筒上各吊点的载荷要控制在与理论计算基本一致的范围内。 应对措施 1、采用位置同步控制策略 在计算机控制系统软件设计时，在六个核心筒上 28个提升吊点之间采取位置同步同步控制策略，使提升结构的位置保证同步，同步误差控制在 5内，满足本结构的要求。 位置同步控制框图见附图 9。 2、传感器系统的保证 第 4 页 共 66 页 在测量钢结构位置时，使用 20 米长距离传感器。在 20 米的测量范围内， 测量精度可达 3、液压系统的保证 在使用的液压系统中，使用进口比例阀进行提升速度的控制。使用这种电液比例阀，同步调节精度高。 4、计算机控制系统的保证 本计算机控制系统控制精度高、控制能力强。 整体下放 600 距离长，下放就位精度高 根据施工工艺，在结构就位前，需要将结构整体下放 600放过程中，钢结构需要准确落位到钢骨柱上，就位精度要求高。 整体提升是主动加载过程，整体下放是被动加载过程，一旦下放同步控制不好，将造成某点的负载超载而引起结构破坏；因此整体下放比整体提升难 度更大，危险性更高。对于本工程而言， 10200 吨结构、 28 个吊点和 64 台油缸整体下放，在国内外还从未有先例。就位前的整体下放，是本工程的关键所在，必须采取措施予以安全保证。 应对措施 1采取位置同步与载荷分配相结合的控制策略 在控制系统中，采取位置同步与负载分配相结合的控制策略，以确保整体下放过程中各点之间的位置同步和载荷合理分配。 2高精度的传感器 使用高精度的长行程传感器和压力传感器分别测量钢结构位置和各点的载荷。 3提升油缸的保护 在提升油缸上，安装节流阀，控制提升油缸的缩缸速度，防止提升油缸失控，保证同步；安装溢流阀，控制提升油缸的负载，防止提升油缸超载。 4液压系统的保护 在使用的液压系统中，使用进口比例阀进行提升速度的控制。使用这种电液比例阀，第 5 页 共 66 页 同步调节精度高。 5计算机控制系统的保证 本计算机控制系统控制精度高、控制能力强。 中悬停时间长 钢结构提升到位后，需要在空中悬停 30 天左右，进行其它工序施工；在其它工序施工完成后，再整体下放就位。 应对措施 1机械锁定 将负载转换到下锚上，提升油缸进入安全行程，锁定上锚。另外在提升油缸下部增设安全 锚具，确保安全。 2防风措施 在核心筒与桁架之间安装楔形块，防止晃动。 3提升塔架的安全 提升塔架与核心筒采用桁架连接，以减小塔架长细比，提高塔架承载力； 控制整体提升速度，避免提升结构晃动防撞塔架。 结构在提升过程中与核心筒间距近 钢结构在提升过程中，其桁架与核心筒之间的最小间距仅 5求提升设备的安装必须保证较高的定位精度。 应对措施 采取先依据轴线安装提升平台提升油缸埋件，后根据埋件实际位置向下投点准确定位提升吊耳位置，在进行焊接，确保提升地锚支架和提升油缸安装时的定位准确，二者的垂 线误差小于 5 三提升施工总体部署 员组织机构 1成立提升施工领导小组 第 6 页 共 66 页 2提升施工专业分包施工人员组织机构 项目下设结构计算组、提升监控组、技术顾问组、控制操作组、提升油缸组、液压泵站组、现场操作组、安全管理等部门。 结构施工工艺流程 钢结构施工工艺流程： 第 7 页 共 66 页 本工程钢结构提升施工以理论科学计算为依据，钢结构在提升工况下应力及变形、提升平台、提升塔架、提升吊耳等均以理论设计计算为依据。 经多方反复讨论，确定钢结构提升以核心筒为 主要提升结构，提升吊点确定在钢结构主桁架上弦杆件节点处。由于 桁架，重心超出核心筒范围，特在这两个桁架端部对称增设提升钢门式塔架辅助提升。所以钢结构提升吊点共计 28 个，经初土方平整 钢结构地面拼装基础施工 拼装支撑桩施工 钢结构地面就位拼装 主体结构土方施工 核心筒施工及提升平台施工 提升塔架安装 提升设备安装调试 提升塔架加工 提升塔架基础施工 试提升试下降，检查各提升设施状况 提升吊耳焊接 提升吊耳加工 提升设备出厂检验 提升设备制备 提升吊架加工 提升厂家确认 正式提升 安装第三节钢骨柱 安装 Y 形支撑 第一次下放，焊接 Y 形支撑上口 第二次下放，焊接 Y 形支撑下口 拆除提升设备 拆除地面拼装支撑桩 第 8 页 共 66 页 算各提升吊点反力和拟采用提升油缸布置如下： 核芯筒 编号 钢桁架 编号 提升点 编号 提升点 反力 （单位 提升油缸 布置 提升能力（单位： 油缸储备系数 /利用系数 钢绞线 安全 系数 核芯筒1 1 2 A 4,854 2 350 1 200 9000 3,260 1 350 1 200 5500 3,922 2 350 7000 6,689 4 350 14000 芯筒3 1 2 A 4,891 2 350 1 200 9000 3,202 1 350 1 200 5500 4,037 2 350 7000 6,665 4 350 14000 芯筒4 1 2 A 4,880 2 350 1 200 9000 3,210 1 350 1 200 5500 4,028 2 350 7000 6,655 4 350 14000 芯筒6 1 2 A 4,861 2 350 1 200 9000 3,249 1 350 1 200 5500 3,912 2 350 7000 6,679 4 350 14000 芯筒2 上 3 E 2,573 1 350 1 200 5500 1,813 1 350 3500 2,215 2 200 4000 上 3 E 2,533 1 350 1 200 5500 1,833 1 350 3500 2,262 2 200 4000 芯筒5 上 E 2,534 1 350 1 200 5500 9 页 共 66 页 3 F 1,853 1 350 3500 2,250 2 200 4000 上 3 E 2,533 1 350 1 200 5500 1,853 1 350 3500 2,207 2 200 4000 计 101,454 44 350 20 200 194000 点布置及提升构件平面布置见附图 11升油缸外形尺寸见附图 2。 升设备布置 根据核心筒和钢结构 的特点，在核心筒 1、核心筒 3、核心筒 4、核心筒 6 上各布置 A、 B、 C、 D 四个吊点，在核心筒 2、核心筒 5 上各布置 2 排 E、 F、 G 六各吊点，共28 个提升吊点。共采用 64 台提升油缸、 18 台液压泵站。 具体布置参见附图 3、 4、 5、6、 7。 升施工主要施工机械设备表 序号 机械或设备名称 型号规格 数量 国别产地 制造年份 额定功率（ 生产能力 用于施工部位 备注 1 提升油缸 350 吨 45 中国 02 05 350 吨 提升 备用2 台 2 提升油缸 200 吨 22 中国 02 05 200 吨 提 升 备用2 台 3 液压泵站 80L/8 中国 03 04 500 L/升 4 计算机控 制柜 同步控 制型 3 中国 03 提升 备用1 台 5 20 米长距离传感器 20 米 30 中国 04 提升 备用2 台 6 油压传感 器 30 德国 04 提升 备用2 只 第 10 页 共 66 页 7 油缸行程 传感器 68 中国 04 提升 备用4 台 8 锚具传感 器 135 中国 04 提升 备用7 只 9 地锚锚具 350 吨 44 中国 02 05 提升 10 地锚锚具 200 吨 20 中国 02 05 提升 11 安全锚具 350 吨 44 中国 05 提升 12 安全锚具 200 吨 20 中国 05 提升 13 监控仪器 1 套 中国 提升 监控 绞线 钢绞线选用低松弛高强度预应力钢绞线，强度等级 1860径 合国家标准。 备性能表 千斤顶型号 350 吨 200 吨 配用泵站 80 型 额定提升吨位 (3500 2000 额定油压 (25 活塞行程 (250 250 流量 (L/分钟 ) 80 活塞面积 量 (2000 额定油压 (25 25 外形尺寸 (1200*1100*1700 外形尺寸 (635 510 钢绞线根数 31 19 穿心孔径 (270 190 提升速度 (M/小时 ) 5 5 质量 (2000 1000 千斤顶安装尺寸 635 510 第 11 页 共 66 页 制设备技术规格与要求。 控制系统配备多种先进的传感器，以 检测提升过程中的系统状况。 序号 种类 工作电压 安装要求 重量 功能描述 1 主控柜 交流 220V 无 30理传感器信号，发控制信号给泵站 2 20 米长距离 传感器 24V （泵站提供） 安装在提升吊 点附近 20时测量 提升结构的空间位置 3 油压传感器 24V （泵站提供） 注意安装插头 防止损坏 测量油缸的工作 压力 4 油缸行程 传感器 24V （泵站提供） 做好防雨措施 10时测量油缸行 程 5 锚具传感器 要安装可靠 检测油缸的锚具 状态 四提升施工理论计算 分析 体提升施工计算分析 (一 ) 分析依据 1中华人民共和国国家及行业标准 建筑结构可靠度设计统一标准（ 建筑抗震设防分类标准（ 建筑结构荷载规范（ 混凝土结构设计规范 (钢结构设计规范（ 建筑抗震设计规范（ 建筑地基基础设计规范（ 高层民用建筑钢结构技术规程（ 型 钢混凝土组合结构技术规程 ( 建筑地基处理技术规程 (地下工程防水技术规程 (高层建筑箱型与筏形基础技术规范 (2北京市标准 第 12 页 共 66 页 北京地区建筑地基基础勘察设计规范 (3工程建设标准强制性条文房屋建筑部分 2002 年版 4由 *勘测设计研究院有限公司提供的 *二期暨 *岩土工程地质勘察报告 5风载荷 本工程的基本风压 压高度变化系 数根据地面粗糙度类别为 C 类取值。 6地震相关参数： 本工程抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 地土类别为类，设计地震分组为第一组，场地特征周期为 。考虑到施工周期相对于设计使用年限较短，施工阶段抗震验算时取 10 年一遇的地震烈度值进行验算。 7施工阶段温差取值： 30 摄氏度 8计算程序 由于本工程结构的特殊性与复杂性，采用复杂建筑结构有限元分析软件 行整体分析计算。按振型分解反应谱法计算，并且考虑扭转藕联振动的影响。 对提升平台结构，同时采用三维空 间有限元分析软件 行校核分析计算，结构设计时取两种程序计算结果的包络值，确保安全可靠。另外，对于重要的提升主梁等关键构件，再采用理正工具软件进行计算复核。 （二）计算分析采用的施工阶段工况介绍 工况 1：钢结构地面拼装完成后基坑开挖完毕，基础底板尚未施工前的工况。此时，钢屋架搁置在支撑桩上，计算模型中支撑桩一端为铰接，一端为刚接。 工况 2：提升过程中的工况。此时，六个核心筒及提升平台已施工完毕，钢屋架悬吊在提升平台上，吊杆两端铰接。 工况 3：提升完毕后搁置于提升平台上的工况。此时钢屋架搁置在提升平台 上，混凝土结构已施工至地下一层。 工况 4：提升施工结束，型钢柱安装完成，混凝土 层结构上为施工的工况。此时钢屋架的自重通过 36 根型钢柱向下传递，计算模型中型钢柱下端为刚接。 各工况均进行了竖向荷载、水平地震作用、风载荷等荷载工况的分析，其中工况 1、3、 4 还进行温度作用的分析。 （三）施工阶段温差取值 温差取值依据及说明： 第 13 页 共 66 页 （ 1） 说明：（ 1）各项温度取值基本数据均来自 中国气象局气象信息中心统计的北京地区 1971 2003 年“典型气象年逐时参数”。 （ 2）考虑到施工周期相对于气象参数统计年限较短，季节温差未取用 30 年一遇夏季极端最高温度（ 与 30 年一遇冬季极端最低温度（ 的差值（ 68）；也未取用 30 年一遇夏季极端最高温度平均值（ 与 30 年一遇冬季极端最低温度平均值（ 的差值（ ； （ 3）虽然结构构件表面温度与环境温度存在延迟效应，计算时假定该延迟效应对温差相对值影响很小 ，可以忽略。 （ 4）昼夜温差取“日干球温度”中“日最高温度 ( )”与“ 日最低温度 ( )”的差值； （ 5）季节温差取施工时间段内“最热月干球温度 ” 中“日最高温度 ( )”与“最冷月干球温度 ” 中“ 日最低温度 ( )”的差值； 根据拟定的施工总进度计划，各工况对应的施工时间段及对应的 昼夜温差、季节温差取值 如下： 工况 1：基坑开挖完毕，基础底板尚未施工前的工况。此时，钢屋架搁置在支撑桩上，计算模型中支撑桩一端为铰接，一端为刚接。 施工时间段： 夜温差最大值： 5 月 4 日 ）；季节温差最大值： 6 月 21 日 2 月 9 日 工况 2：提升过程中的工况。此时，六个核芯筒及提升平台已施工完毕，钢屋架悬吊在提升平台上。吊杆两端铰接。 施工时间段： 夜温差最大值： 8 月 29 日） 工况 3：提升完毕后搁置于提升平台上的工况。此时，钢屋架搁置在提升平台上，混凝土结构已施工至地下一层，六个核芯筒及提升平台已施工完毕。 施工时间段： 夜温差最大值： 9 月 24 日）；季节温差最 大值： 9 月 1 日 35， 10 月 4 日 工况 4： 提升完毕，型钢柱安装完成，混凝土 层结构尚未施工的工况。此时，钢屋第 14 页 共 66 页 架的自重通过 36 根型钢柱向下传递，计算模型中型钢柱下端为刚接，为保证 36 根型钢柱形成的钢框架结构体系具备一定的抗侧刚度，在 23 层各层楼面标高处用型钢梁把他们连系起来。 施工时间段： 夜温差最大值： 10 月 21 日）；季节温差最大值： 10 月 7 日 11 月 6 日 另外，施工阶段还要考虑两个温度作用较 为不利的工况： 工况 5： 提升完毕，型钢柱安装完成，浇筑 36 根型钢柱外围混凝土，使得 36 根型钢混凝土柱与核芯筒形成整体的阶段。该阶段核芯筒已对钢屋架形成约束，可能产生一定的温度应力，需验算各相关结构构件的承载力。 施工时间段： 夜温差最大值： 10 月 21 日）；季节温差最大值： 39（ 10 月 7 日 12 月 4 日 工况 6： 四层屋面层组合楼盖结构施工完毕，至建筑围护结构施工完毕，整个钢屋架部分形成室内环境的阶段。该阶段核芯筒、楼面结构等对钢 屋架的约束完全形成，由于仍处于室外暴露环境，在温度作用下，可能产生较大的温度应力，需验算各相关结构构件的承载力。 施工时间段： 夜温差最大值： 5 月 4 日）；季节温差最大值： 6 月 21 日 1 月 19 日 2)施工阶段各工况温差取值表 施工时间段 昼夜温差 季节温差 备注 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 工况 5 39 工况 6 另外： (1) 36 根型钢柱完成对接）宜在接近使用阶段温度（即空调设计温度 18 26 ） 时进行。 (2)工况 6：若 施工时间段缩短为： 夜温差最大值： 5 月 4 日 ）；季节温差最大值： 5 月 6 日 1 月 19 日 第 15 页 共 66 页 若 施工时间段缩短为： 夜温差最大值： 4 月 12 日）；季节温差最大值： 4 月 6 日 28， 1 月 19 日 若 施工时间段缩短为： 夜温差最大值： 3 月 20 日）；季节温差最大值： 3 月 20 日 1 月 19 日 从温差来看该工况施工时间段尽量缩短 ，同时采取其它有助于减小温差的措施。 （四） 其他理论计算分析条件 1. 假定提升开始时，六个核芯筒已施工至屋面。其中，一层（设计标高 下的核芯筒（含 36 根型钢混凝土柱）按原设计施工图施工完毕；一层三层（设计标高 核芯筒（不含 36 根型钢混凝土柱）施工完毕。其他部分按原图施工；三层以上的核芯筒按原设计施工图施工完毕。同时，在原设计核芯筒顶面标高以上（比原设计顶标高高 设的提升平台也施工完毕。 2. 提升点布置如下：主钢桁架 桁架节点位置分别设置 4 个提升点； 主钢桁架 在桁架节点位置设置 4 个提升点外，在靠近桁架悬挑端位置增设两个提升点，增设提升点的竖向力通过提升横梁传至提升塔架，再由提升塔架传至桩基础，提升塔架采用截面 钢格构柱。 3. 提升平台采用钢筋混凝土梁板结构。部分受力较大的提升主梁采用型钢混凝土梁，与其相连的核芯筒端柱内设构造钢骨。详见提升平台结构施工图。 4. 提升总重量约 10200 吨（不含提升设备自重），即钢屋架自重。未计入施工阶段活荷载。 5. 提升总高度约 17m。 （五）计算分析结论： 1. 施工阶段，在竖向荷载作用下，六个核芯筒的承载力、压缩 变形均满足规范要求。 2. 施工阶段，在风荷载作用下，六个核芯筒的承载力及整体位移值均满足规范要求。 3. 施工阶段，在地震作用下，六个核芯筒的承载力及整体位移值均满足规范要求。 4. 提升过程中钢屋架结构构件的承载力及变形满足规范要求。 5. 提升过程中提升平台结构构件的承载力及变形满足规范要求。 6. 计算分析表明，提升平台的刚度对竖向荷载反力在各个提升点之间的分布有较大影响，各个提升点的反力值会随着提升平台的刚度的变化而重新分配。选用提升设备第 16 页 共 66 页 时，应考虑上述因素，留有充分的安全储备。 7. 工况 1 温度作用下结构内力与变形均较大（角点 Y 向水 平位移达 21工况 2、 3温度作用下结构变形较大（角点水平位移达 21工况 4 温度作用下结构变形较大（角点水平位移达 21钢屋架未与核芯筒可靠相连时）。 8. 工况 5、工况 6（ 两个温度作用较为不利的工况 ）由于季节温差较大，产生的温度应力也较大，根据计算分析结果，除采取以下措施：即三层混凝土楼板连成整体，二层及二层以下的后浇带待围护结构形成室内环境后封闭以外，尚应采取有效的减小季节温差及温度应力的措施。 9. 在提升过程中，对钢屋架结构各提升点的载荷及位移偏差应当有实时监测手段，并能够集中监视和控制；所有提 升点的载荷及位移偏差应当在设计允许范围之内。 （六 ） 主要计算分析结果摘录 1 提升点平面布置图（见附图 1 2 提升点立面布置图（见附图 11 3 理想水平条件下提升点反力表（表 1） 4 施工阶段结构整体分析总信息一览表（表 2） 第 17 页 共 66 页 表 1 提升点反力表 核芯筒编号 钢桁架编号 提升点编号 提升点反力 （单位： 提升平台结构安全系数 核芯筒 1 1 2 A 5601 3635 2777 6798 芯筒 3 1 2 A 5601 3573 2843 6842 芯筒 4 1 2 A 5588 3622 2810 6833 芯筒 6 1 2 A 5609 3591 2790 6792 芯筒 2 上 3 E 2801 1433 2302 上 3 E 2815 1401 2418 芯筒 5 上 3 E 2808 1401 2419 上 3 E 2802 1432 2299 ：此表是经详细计算后得出，与初步验算时不尽 一致。 第 18 页 共 66 页 表 2 施工阶段结构整体分析总信息一览表 电算数据 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 自振周期 (秒 ) (考虑耦联 ) 剪重比 X 向 Y 向 最大层间相对位移 风 X 向 1 673 1 9999 1 9999 1 9999 Y 向 1 779 1 9999 1 9999 1 9999 地震 X 向 1 435 1 2196 1 3157 1 2847 Y 向 1 445 1 1553 1 4715 1 1661 升工况计算分析 （一）计算依据 建筑结构荷载规范（ 钢结构设计规范（ 华东院钢结构设计图纸：结施 施 点详图 包提升构件平面布置图 计算分析程序： （二）计算分析内容 1提升吊点设计计算； 2提升钢塔架验算； 3采用不同支座条件下模型的支座反力计 算分析； 4整体提升时 Y 形支撑柱位移及恢复力计算分析； 5某一提升吊点油缸退出工作时力的分配计算分析； 6各提升吊点之间的相对刚度统计计算分析； 7采用钢绞线模拟支座时各提升吊点相对 A 点允许最大位移计算分析； 8钢屋架提升过程桁架应力计算； 第 19 页 共 66 页 （三）计算分析结论 1本工程提升吊点吊耳板共计采用 40 个，其中 2 350t 吊耳 12 个； 200t+350 个， 2 200t 吊耳 4 个； 1 350t 吊耳 12 个； 1 200t 吊耳 4 个。经计算分析均满足规范要求。 提升吊耳设计图见附件 3：同济大学建筑设计研究院提 升吊点设计图。 2提升钢塔架经验算满足规范要求。 提升塔架设计图见附件 4：提升塔架布置图 3不同 支座条件下模型的支座反力计算，共分析三种模型。 经过反复分析对比，可以发现采用不同的边界条件模拟油缸整体提升模型的支座形式，支座反力会有差别。本次分析采用了三种边界条件来模拟实际提升时的支座情况，分别为：（ 1）各提升点采用三向固定支座（即限制提升点 x、y、 z 向的平移，不限制转角）；（ 2） G 点采用三向固定支座， 采用单向（限制 z 向位移）支座；（ 3）各提升点采用模拟钢绞线形式。即各个提升点采用一段长度为 10m 的圆钢，圆钢直径和弹性模量的选用分别按照实际的钢绞线的总面积和钢绞线的弹性模量。模型只考虑了 的自重（实际载荷情况）。采用不同支座形式的模型的支座反力如下表 3。 表 3 不同支座形式的模型的支座反力（ 位移（ 提升点 各点三向固定支座 G 点三向 向 钢绞线模拟 钢绞线模拟下的竖向位移 A 5437 5678 4781 3356 3534 2801 2383 2175 3033 6322 6197 6824 2259 2280 2256 1317 1259 1478 1963 2080 2074 对结构整体进行提升使结构脱离地面，而未对钢绞线进行竖向位移调节时，支座反力最接近第三种工况，即采用钢绞线模拟支座工况，此时各节点之间有相对的竖向的位移。以 A 点为基准点， B、 C、 D、 E、 F、 G 点与 A 点的 第 20 页 共 66 页 竖向位移差值分别为 1渐调节各点与 A 点的位移差，当各点与 A 点均在同一水平面上时，由于实际提升时支座不能提供水 平反力，因此实际提升节点的反力值接近第二种支座形式下的支座反力，即 G 点三向支座， 单向支座。从表 1 数据可以看出，采用单向支座与采用三向支座情况下支座反力的差别不太大。在所有分析中，除分析各吊点相对 A 点允许最大位移分析时采用钢绞线模拟支座外，其余均采用第二种支座形式，即 G 点三向支座， 单向支座。 4整体提升时 Y 形支撑柱位移及恢复力 由于当屋架提升到位下放时，需依靠屋架下弦平面 36 根柱子（以下称 y 形柱）与核心筒连接。但在提升过程中， 36 个 Y 形柱会发生水平及竖向的位移，这将对其整体下降归位施工产生重 大影响。若 Y 形柱提升到位时，水平位移超过预留允许位移，则需对 Y 形柱进行水平方向的校正。对 Y 形柱水平位移进行校正所需的水平力称为“回复力”。回复力的计算目的是分析一旦由于施工等误差导致下降复位出现困难时，采用人工干预时所需要的载荷，例如使用手拉葫芦等。分析时模型采用 G 点三向固定支座， 单向固定支座形式， 自重。同时分析了两种情况下 Y 形柱的位移情况：（ 1） Y 形柱上无横梁；（ 2） 对已发生水平位移的 Y 形柱，计算水平向校正 5需的回复力。 经计算分析两种情况下， Y 型柱最大水平位移不超 过 5平位移恢复力不大于 10t 。提升方案可行。 5某一提升吊点油缸退出工作时力的分配 在提升过程中，如果有油缸卸载特殊情况发生，则支座反力将重新分配。对此工况，需要对此时整体提升结构体系的安全进行分析。分别令支座 1、 油缸退出工作，不考虑系统压力设定及油缸溢流保护时，其余点支座反力分配见下表： 表 4 某一油缸退出工作时其余支座力分配 正常提升 反力 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 卸载位移 （ 1 5678 935 5486 10270 5638 5673 5859 第 21 页 共 66 页 534 5615 898 3031 3567 3555 3832 175 1587 4703 18 3826 2529 2194 2014 197 1114 5871 6774 2 6120 6193 6121 083 2300 2301 2017 1995 1324 2528 2 2032 2076 2072 2019 2002 1928 2037 2667 247 1200 1343 1298 1220 3457 159 259 1220 1219 1259 1268 1377 1321 1296 281 2184 2333 2556 2110 960 761 280 2276 2267 2277 2287 2858 2316 2078 598 3580 3598 2595 3610 3586 3590 3659 702 5359 5694 5710 5791 5699 5697 5742 115 2145 2115 2102 2110 2118 2115 2088 115 6212 6124 6110 6031 6117 6116 6089 187 5506 6028 6325 7506 6185 6187 6162 171 1890 1910 2489 2572 2200 2172 2140 695 5897 5766 5602 5061 5693 5695 5709 535 3652 3607 3392 3288 3527 3534 3549 278 2277 2271 2296 2276 2279 2282 2274 274 2274 2275 2281 2282 2282 2275 2279 249 1247 1245 1251 1249 1260 1242 1271 257 1255 1256 1259 1262 1259 1256 1261 083 2100 2094 2068 2051 2077 2086 2067 023 2027 2024 2019 2013 2021 2023 2017 154 2169 2156 2165 2173 2168 2155 2153 220 6256 6220 6223 6175 6221 6220 6213 570 3564 3570 3568 3569 3567 3570 3571 578 5561 5574 5581 5611 5576 5577 5581 计算在各支座发生卸载情况下支座反力与正常提升情况（各提升点同一水平面）支座反力变化百分比，见表 5。表中百分比数值正表示卸载后比原来支座反力提高，数值负表示比原来支座反力降低。 表 5 某一油缸退出工作时其余支座力与正常工作时反力比较 正常提升 反力 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 退出工作 与正常反力比较 （） （） （） （） （） （） （） 678 1 3