大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法，屬建筑施工領(lǐng)域。包括：劃分區(qū)域：將卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑中滿足條件的區(qū)域按卸載順序劃分為多個(gè)卸載區(qū)；過渡區(qū)設(shè)置：將劃分區(qū)域步驟劃分的各卸載區(qū)的交界處設(shè)置為卸載過渡區(qū)段；模型分析：根據(jù)準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑建立該建筑結(jié)構(gòu)的整體分析模型，將劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，驗(yàn)證卸載過程；卸載：在模型分析步驟驗(yàn)證通過后，以千斤頂配合卸載墊塊的方式對(duì)劃分卸載區(qū)域步驟劃分的多個(gè)卸載區(qū)和過渡區(qū)設(shè)置步驟設(shè)置的卸載過渡區(qū)段進(jìn)行卸載。該方法可以低成本提高卸載施工效率。
【專利說明】大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，特別是涉及一種針對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大跨度空間結(jié)構(gòu)是國家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。世界各國對(duì)空間結(jié)構(gòu)的研究和發(fā)展都極為重視，例如國際性的博覽會(huì)、奧運(yùn)會(huì)、亞運(yùn)會(huì)等，各國都以新型的空間結(jié)構(gòu)來展示本國的建筑科學(xué)技術(shù)水平，空間結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家建筑技術(shù)水平高低的標(biāo)志之一。近年來我國大跨度空間結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，特別是北京奧運(yùn)會(huì)的大型體育場(chǎng)館的建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平在世界上都是領(lǐng)先的，將成為我國空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的里程碑?？臻g結(jié)構(gòu)以其優(yōu)美的建筑造型和良好的力學(xué)性能而廣泛應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)中。
[0003]針對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)，由于施工工藝及現(xiàn)有施工機(jī)械設(shè)備的限制，基本是采取施工胎架支撐、高空原位拼裝的方法進(jìn)行施工，安裝完畢要對(duì)支撐胎架進(jìn)行結(jié)構(gòu)卸載，卸載時(shí)均采用的是整體同步卸載方法。整體同步卸載需要將整個(gè)結(jié)構(gòu)安裝完畢后再進(jìn)行卸載，通常存在卸載點(diǎn)位多、卸載同步控制難等不利因素，同時(shí)由于形成不了施工流水段，不利于施工工期優(yōu)化、施工成本控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法，能將結(jié)構(gòu)安裝及卸載有機(jī)結(jié)合起來，從而解決目前的整體卸載方法存在的卸載點(diǎn)位多、卸載同步控制難等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法，包括:
[0006]劃分區(qū)域步驟:將準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑中滿足條件的區(qū)域按卸載順序劃分為多個(gè)卸載區(qū)；
[0007]過渡區(qū)設(shè)置步驟:將所述劃分區(qū)域步驟劃分的各卸載區(qū)的交界處設(shè)置為卸載過渡區(qū)段；
[0008]模型分析步驟:根據(jù)準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑建立該建筑結(jié)構(gòu)的整體分析模型，將所述劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入所述整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，驗(yàn)證卸載過程；
[0009]卸載步驟:在所述模型分析步驟驗(yàn)證通過后，以千斤頂配合卸載墊塊的方式對(duì)所述劃分卸載區(qū)域步驟劃分的多個(gè)卸載區(qū)和所述過渡區(qū)設(shè)置步驟設(shè)置的卸載過渡區(qū)段進(jìn)行卸載。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:通過分成多個(gè)卸載區(qū)和設(shè)置卸載過渡帶的方式，減少了卸載機(jī)具及人員的投入；并且由于卸載點(diǎn)數(shù)的減少，卸載過程控制更加便利；合理設(shè)置的卸載過渡帶，有效控制了卸載過程結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變；通過安裝與卸載形成流水作業(yè)，最大限度減少了施工工期及施工成本，提升了設(shè)備的重復(fù)利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的卸載方法流程示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的卸載方法實(shí)施應(yīng)用的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法,用于對(duì)大跨度空間的鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工卸載，是一種帶有過渡帶的分區(qū)分級(jí)卸載方法，將結(jié)構(gòu)安裝及卸載有機(jī)結(jié)合起來，形成流水作業(yè)區(qū)段，最大限度提高卸載施工過程便利性，減少施工工期，節(jié)約施工成本的方法，該方法包括以下步驟:
[0016]劃分區(qū)域步驟:將施工中待卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑中滿足條件的區(qū)域按卸載順序劃分為多個(gè)卸載區(qū)；
[0017]過渡區(qū)設(shè)置步驟:將所述劃分區(qū)域步驟劃分的各卸載區(qū)的交界處設(shè)置為卸載過渡區(qū)段；
[0018]模型分析步驟:根據(jù)準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑建立該建筑結(jié)構(gòu)的整體分析模型，將所述劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入所述整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，驗(yàn)證卸載過程；
[0019]卸載步驟:在所述模型分析步驟驗(yàn)證通過后，以千斤頂配合卸載墊塊的方式對(duì)所述劃分卸載區(qū)域步驟劃分的多個(gè)卸載區(qū)和所述過渡區(qū)設(shè)置步驟設(shè)置的卸載過渡區(qū)段進(jìn)行卸載。
[0020]進(jìn)一步的，上述方法中，若所述模型分析步驟若驗(yàn)證未通過，則通過所述劃分區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟重新劃分卸載區(qū)和對(duì)應(yīng)設(shè)置卸載過渡區(qū)段，直至重新劃分卸載區(qū)和對(duì)應(yīng)設(shè)置卸載過渡區(qū)段在所述模型分析步驟中驗(yàn)證通過。達(dá)到完善區(qū)域劃分及整體、區(qū)域內(nèi)卸載順序的目的。
[0021]上述卸載方法中，劃分區(qū)域步驟中，施工建筑中滿足條件的區(qū)域?yàn)?
[0022]若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元完成所有鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接，并驗(yàn)收完畢；
[0023]以及若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元完成內(nèi)部所有既定預(yù)應(yīng)力張拉級(jí)次施工。
[0024]上述卸載方法中，劃分區(qū)域步驟中的卸載順序?yàn)?直線式卸載順序和/或擴(kuò)散式卸載順序。
[0025]上述卸載方法中，有模型分析步驟具體為:
[0026]在計(jì)算機(jī)中利用現(xiàn)有的有限元法分析軟件(可采用MidasGEN、ANSYS, Sap2000中的任一種)，建立所述準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的整體分析模型，在整體分析模型中根據(jù)所述大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑具體形式設(shè)置各節(jié)點(diǎn)邊界條件，建立所述大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的支承體系，加入施工過程中各形式荷載；將所述劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入所述整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，計(jì)算各級(jí)卸載后的各力學(xué)參數(shù)和變形參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，若全部符合則驗(yàn)證卸載過程通過。
[0027]模型分析步驟具體是:利用現(xiàn)行有限元法分析軟件(如MidasGEN、ANSYS, Sap2000等)，建立整個(gè)結(jié)構(gòu)的分析模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)具體形式設(shè)置各節(jié)點(diǎn)邊界條件，同時(shí)建立結(jié)構(gòu)的支承體系，加入施工過程中各形式荷載(如有預(yù)應(yīng)力體系則加入初始張拉力)。將擬定的卸載方案(或有多套)以施工階段形式加入模型，施工階段精確到每個(gè)卸載點(diǎn)的每一級(jí)次卸載，運(yùn)行分析，通過過程中的應(yīng)力及形變驗(yàn)證卸載過程結(jié)構(gòu)安全情況，以確定最終卸載方案部署。支承體系卸載的模擬是利用對(duì)支承體系施加降溫荷載而實(shí)現(xiàn)的。
[0028]上述卸載方法中，卸載步驟中，對(duì)多個(gè)卸載區(qū)中的每個(gè)卸載區(qū)內(nèi)采用分級(jí)卸載的方式進(jìn)行卸載，每級(jí)卸載lcm。
[0029]上述卸載方法中，卸載步驟中，兩個(gè)相鄰的卸載區(qū)和兩者之間的卸載過渡區(qū)段通過以下方式卸載:
[0030]第一卸載區(qū)卸載時(shí)區(qū)域內(nèi)胎架每卸載2cm，對(duì)過渡區(qū)段卸載1cm，按此卸載方式過渡區(qū)段卸載至理論計(jì)算卸載量的1/2后停止卸載，過渡區(qū)段的剩余卸載量跟隨第二卸載區(qū)以與第一卸載區(qū)相同的卸載方式卸載至完全脫離。
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的卸載方法作進(jìn)一步說明。
[0032]本發(fā)明的卸載方法，具體包括以下步驟:
[0033]步驟1、對(duì)于有明顯結(jié)構(gòu)單元組成的結(jié)構(gòu)，確定當(dāng)前的整體施工進(jìn)度，各工序剩余工程量，是否滿足分區(qū)卸載條件。對(duì)于組成單元不明顯或單元間關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，不適合進(jìn)行分區(qū)模式卸載；
[0034]分區(qū)卸載前滿足條件界定為:
[0035]①、若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元完成所有鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接，并驗(yàn)收完畢。
[0036]②、若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元完成內(nèi)部所有既定預(yù)應(yīng)力(如有)張拉級(jí)次施工。
[0037]步驟2、根據(jù)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)度，對(duì)卸載區(qū)域、順序進(jìn)行劃分。區(qū)域劃分以每一區(qū)域卸載其相鄰結(jié)構(gòu)單元須具同樣備卸載條件(見上分區(qū)卸載前滿足條件)為原則進(jìn)行，推薦選擇直線式卸載順序及擴(kuò)散式卸載順序，不宜采用其他順序，如間斷卸載。區(qū)域內(nèi)部采取分級(jí)卸載的方式進(jìn)行，每級(jí)卸載Icm ；
[0038]步驟3、為防止區(qū)域交界處由于位移差異較大產(chǎn)生應(yīng)力集中，與區(qū)域交界位置設(shè)置卸載過渡區(qū)段。過渡區(qū)段跟隨2個(gè)卸載區(qū)域進(jìn)行卸載，第一區(qū)域卸載時(shí)區(qū)域內(nèi)胎架每卸載2cm，對(duì)過渡區(qū)段進(jìn)行Icm卸載，過渡區(qū)段卸載至理論計(jì)算卸載量的1/2后停止卸載，剩余卸載量跟隨下一區(qū)域同樣以第一區(qū)域同樣的模式卸載至完全脫離；
[0039]步驟4、根據(jù)結(jié)構(gòu)卸載前狀態(tài)，建立有限元分析模型，將卸載整體順序、各工序安裝次序以施工階段的形式加入到有限元模型運(yùn)行計(jì)算，分區(qū)內(nèi)卸載流程及整體流程結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移情況，重點(diǎn)查看各分區(qū)邊界處及結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的內(nèi)力分布情況，驗(yàn)證卸載過程的安全、可靠性，同時(shí)得出理論位移、應(yīng)力情況作為卸載監(jiān)測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)，并提取過程中卸載點(diǎn)(支承胎架)反力數(shù)值作為千斤頂選擇及油壓力供給的依據(jù)；
[0040]步驟5、按照既定的卸載工序流程，以千斤頂配合卸載墊塊的工藝進(jìn)行卸載。針對(duì)異型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專用的卸載仿形工裝；過程中對(duì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置進(jìn)行位移及應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，并與理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，反饋卸載過程中結(jié)構(gòu)的健康程度。
[0041]如圖2所示，下面以青島北客站站房鋼結(jié)構(gòu)工程卸載為例本發(fā)明的卸載方法進(jìn)行說明:青島北客站為山東省最大鐵路樞紐工程，結(jié)構(gòu)形式為大跨度空間拱形預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系，屋蓋結(jié)構(gòu)由10榀漸變空間預(yù)應(yīng)力拱架結(jié)構(gòu)組成，以模擬海鷗飛翔的形態(tài)。結(jié)構(gòu)體系新穎，預(yù)應(yīng)力體系復(fù)雜?？紤]施工工期及現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)安裝、預(yù)應(yīng)力張拉施工進(jìn)度，卸載思路為分五區(qū)分批等值卸載，每一級(jí)的卸載量為10mm。根據(jù)預(yù)應(yīng)力張拉的情況，將K、J、H軸分為第一區(qū)，H、G、F分為第二區(qū)，F(xiàn)、E、D分為第三區(qū)，D、C、B分為第四區(qū)，B、A軸分為第五區(qū)。其中H’軸胎架在第一區(qū)卸載時(shí)卸載一半，在卸載第二區(qū)時(shí)卸載一半；F’軸胎架在第二區(qū)卸載時(shí)卸載一半，在卸載第三區(qū)時(shí)卸載一半；D〃軸胎架在第三區(qū)卸載時(shí)卸載一半，在卸載第四區(qū)時(shí)卸載一半；B’軸胎架在第五四卸載時(shí)卸載一半，在卸載第五區(qū)時(shí)卸載一半。即，H’、F’、D"、B’軸每一次的卸載量均為相鄰軸線同時(shí)卸載時(shí)卸載量的一半，相鄰軸線卸載量為20mm時(shí)，H’、F’、D〃、B’軸的卸載量為10mm，以此類推，直至卸載完成。
[0042]本發(fā)明提出了一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法，是一種設(shè)置過渡帶的分區(qū)分級(jí)卸載方法，即通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行施工模擬，驗(yàn)證并確定卸載過程中區(qū)域劃分以及過渡帶設(shè)置，有機(jī)結(jié)合結(jié)構(gòu)安裝及卸載施工順序，最大限度提高卸載施工過程便利性，減少施工工期，節(jié)約施工成本。
[0043]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑施工的卸載方法，其特征在于，包括: 劃分區(qū)域步驟:將準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑中滿足條件的區(qū)域按卸載順序劃分為多個(gè)卸載區(qū)； 過渡區(qū)設(shè)置步驟:將所述劃分區(qū)域步驟劃分的各卸載區(qū)的交界處設(shè)置為卸載過渡區(qū)段； 模型分析步驟:根據(jù)準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑建立該建筑結(jié)構(gòu)的整體分析模型，將所述劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入所述整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，驗(yàn)證卸載過程； 卸載步驟:在所述模型分析步驟驗(yàn)證通過后，以千斤頂配合卸載墊塊的方式對(duì)所述劃分卸載區(qū)域步驟劃分的多個(gè)卸載區(qū)和所述過渡區(qū)設(shè)置步驟設(shè)置的卸載過渡區(qū)段進(jìn)行卸載。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:若所述模型分析步驟若驗(yàn)證未通過，則通過所述劃分區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟重新劃分卸載區(qū)和對(duì)應(yīng)設(shè)置卸載過渡區(qū)段，直至重新劃分卸載區(qū)和對(duì)應(yīng)設(shè)置卸載過渡區(qū)段在所述模型分析步驟中驗(yàn)證通過。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述劃分區(qū)域步驟中，準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑中滿足條件的區(qū)域?yàn)? 完成所有鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接，并驗(yàn)收完畢的若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元； 以及完成內(nèi)部所有既定預(yù)應(yīng)力張拉級(jí)次施工的若干連續(xù)結(jié)構(gòu)單元。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述劃分區(qū)域步驟中劃分用的卸載順序?yàn)?直線式卸載順序和/或擴(kuò)散式卸載順序。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述模型分析步驟具體包括: 在計(jì)算機(jī)中利用現(xiàn)有的有限元法分析軟件，建立所述準(zhǔn)備卸載的大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的整體分析模型，在整體分析模型中根據(jù)所述大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑具體形式設(shè)置各節(jié)點(diǎn)邊界條件，建立所述大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的支承體系，加入施工過程中各形式荷載；將所述劃分卸載區(qū)域步驟和過渡區(qū)設(shè)置步驟劃分的卸載區(qū)和設(shè)置的過渡區(qū)以施工階段形式加入所述整體分析模型，以整體卸載順序進(jìn)行模擬卸載，計(jì)算各級(jí)卸載后的各力學(xué)參數(shù)和變形參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，若全部符合則驗(yàn)證卸載過程通過。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述現(xiàn)有的有限元法分析軟件采用MidasGEN、ANSYS、Sap2000 中的任一種。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述卸載步驟中，對(duì)多個(gè)卸載區(qū)中的每個(gè)卸載區(qū)內(nèi)采用分級(jí)卸載的方式進(jìn)行卸載，每級(jí)卸載1cm。
8.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述卸載步驟中，兩個(gè)相鄰的卸載區(qū)和兩者之間的卸載過渡區(qū)段通過以下方式卸載: 第一卸載區(qū)卸載時(shí)區(qū)域內(nèi)胎架每卸載2cm，對(duì)過渡區(qū)段卸載lcm，按此卸載方式過渡區(qū)段卸載至理論計(jì)算卸載量的1/2后停止卸載，過渡區(qū)段的剩余卸載量跟隨第二卸載區(qū)以與第一卸載區(qū)相同的卸載方式卸載至完全脫離。
【文檔編號(hào)】E04G21/14GK103603501SQ201310495201
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】戴立先, 梁銳, 孟祥沖, 尉成偉, 馬天龍, 魏丹陽 申請(qǐng)人:中建鋼構(gòu)有限公司北京分公司