幕墙施工过程分析.docx

1. 结构及拉索的施工总体方案1.1. 结构总体施工方案1） 安装钢桁架、焊接索头连接耳板；2） 搭设支架；3） 安装拉索和索夹；4） 张拉索网，拧紧索夹；5） 安装玻璃面板。1.2. 拉索施工总体方案拉索现场施工包括：安装拉索和张拉拉索。1） 安装拉索（1） 先安装竖向索，再安装横向索和索夹；（2） 安装索后，即刻预紧拉索；（3） 按照索体上的索夹标记，安装索夹。2） 张拉拉索（1） 张拉时机：单根拉索安装后即可张拉；所有拉索张拉完成后安装玻璃面板。（2） 张拉方法：分批次张拉，同批次内拉索同步分级张拉；所有拉索均一端张拉，且一次张拉到位。（3） 张拉顺序：A. 先张拉竖向索，后张拉横向索；B. 对于竖向索，从两侧向中间对称张拉；C. 对于横向索，从高端向低端依次张拉。（4） 同批次分级张拉程序：分四级张拉：预紧30%60%90%105%，其中考虑到预应力锚固损失和预应力松弛损失，最后一级超张拉至105%。（5） 张拉控制原则：以控制索力为主。2. 拉索张拉方法2.1. 具体张拉顺序A. 拉索编号根据张拉顺序，将拉索编号如下图所示：图1-1 竖索编号及张拉批次图图1-2 横索编号及张拉批次图B.张拉批次竖向索表 11幕墙竖向索张拉顺序张拉顺序竖向索编号拉索根数第一批次1,152第二批次2,142第三批次3,132第四批次4,122第五批次5,112第六批次6,102第七批次7,92第八批次82注：竖向索的编号见上图8-3。水平索表 12幕墙水平索张拉顺序张拉顺序竖向索编号拉索根数第一批次1,22第二批次3,42第三批次5,62注：水平索索的编号见上图8-3。1） 同批次张拉程序：2） 分四级张拉：预紧30%60%90%105%，其中考虑到预应力锚固损失和预应力松弛损失，最后一级超张拉至105%。3） 张拉控制原则：实行力、形双控，以控制索力为主。4） 主动张拉点：每根拉索均一端张拉。竖向索的张拉点（即拉索调节端）设置在地面上；横向索的张拉点位于一侧的组合柱上。5） 张拉时支座条件：张拉时，钢梁和组合柱的支座条件达到设计要求。6） 张拉过程分析：模拟张拉过程，进行施工全过程力学分析，预控在先。2.2. 主动张拉索的施工张拉力根据钢结构总体施工方案和拉索张拉顺序，以关键施工阶段索力满足设计要求为目标，进行了详细的拉索张拉过程分析，确定每根拉索的理论施工张拉力，见下表。为弥补短期的锚固预应力损失和长期的松弛预应力损失，实际张拉时在理论施工张拉力的基础上超张拉5。拉索初始预应力状态如下表所示:表 1-3拉索张拉端设计预拉力拉索编号理论施工张拉力（kN）实际施工张拉力(kN)VS1,15249.2261.72,14236.9248.73,13175.2184.04,12114.9120.65,1194.799.46,1092.697.27,989.293.7887.291.6HS19.520.53. 施工过程分析3.1. 分析模型分析模型结构构成：水平索、竖向索、水平钢桁架、预应力混凝土梁、混凝土框架柱。1）边界约束条件：A.楼面和地面对顶部混凝土梁、混凝土柱均为固定全约束；B.楼面对竖向索为铰接约束。C、第五层和第八层梁对支撑桁架的约束为弹性连接，楼板设为刚性连接2)分析软件：采用大型通用有限元程序Midas（8.0.0版），考虑结构具有几何非线性，计算中考虑几何大变形。2）单元类型：梁柱构件采用梁单元，拉索采用仅受拉的索单元，拉索预应力用降温法模拟。 3)材料特性：拉索弹性模量为1.35105MPa，泊松比为0.3，温度膨胀系数为1.610-5。4)荷载条件：根据施工过程考虑结构自重和预应力，钢构件的重力密度为7.85103kg/m3。玻璃及构件重力标准值：Gk=25.6X24+100=714.4N/m2。图1-3 分析模型本工程共有竖向索、水平索，根据分析张拉过程分为二个阶段，1)第一阶段张拉：张拉竖向索，顺序由两侧向中间，每批次同时张拉两根竖向索。2)第二阶段张拉，张拉水平索，顺序由下部到上部，每批次同时张拉两根水平索。3.2. 第一阶段张拉张拉竖向索，顺序由两侧向中间，每次同时张拉两根竖向索。此过程张拉点位于第二层。各张拉批次完成后竖索索力图图1-4 第一批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-5 第二批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-6 第三批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-7 第四批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-8 第五批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-9 第六批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-10 第七批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-11 第八批竖索张拉完成后索力图（KN）图1-12 张拉过程中梁最大等效应力图（Mpa）图1-13 张拉过程中混凝土梁最大竖向变形（mm）3.3. 第二阶段张拉张拉水平索，顺序由下部到上部，每批次张拉两根水平索。此过程的张拉点位于一侧混凝土梁上。图1-14 张拉横索1、2后水平索索力图（KN）图1-15 张拉横索3、4后水平索索力图（KN）图1-16 张拉横索5、6后水平索索力图（KN）图1-17 张拉过程中水平桁架最大等效应力图（MPa）3.4. 张拉结果分析在整个张拉过程中，拉索拉力变化和结构位移应力变化如下表所示：表1-4 竖索张拉过程中索力变化（KN）张拉顺序：两侧向中间批次索号一二三四五六七八设计索力加玻璃后索力一1249.2 248.1 247.7 247.4 247.3 247.2 247.1 247.1 247.1 229.2 15249.2 248.1 247.7 247.4 247.3 247.2 247.1 247.1 247.1 229.2 二2236.9 235.4 234.8 234.5 234.2 233.9 233.8 233.7 215.7 14236.9 235.4 234.8 234.5 234.2 233.9 233.8 233.7 215.7 三3175.3 174.0 173.4 172.8 172.2 171.9 171.9 153.7 13175.2 174.0 173.4 172.8 172.2 171.9 171.9 153.7 四4114.9 113.9 112.9 111.9 111.5 111.5 92.8 12114.9 113.9 112.9 111.9 111.5 111.5 92.8 五594.7 93.2 91.8 91.1 91.2 72.1 1194.7 93.2 91.8 91.1 91.2 72.1 六692.6 90.3 89.3 89.3 70.2 1092.6 90.3 89.3 89.3 70.2 七789.2 87.6 87.6 68.6 989.2 87.6 87.6 68.6 八887.2 87.2 68.2 *注：表格中下划线粗体的索力即为张拉过程的拉索理论施工张拉力。表1-5 横索张拉过程中索力变化（KN）张拉顺序：由下向上批次索号一二三设计索力加玻璃后索力一119.5 19.5 19.5 19.5 19.5 219.5 19.5 19.5 19.5 19.5 二319.5 19.5 19.5 19.5 419.5 19.5 19.5 19.5 三519.5 19.5 19.5 619.5 19.5 19.5 4. 结论从上面分析结果图中可见：1）考虑到索张拉与混凝土结构之间的相互影响，对张拉顺序采取了一定的控制。总体上满足对称张拉的要求，对于竖索从两