梭形桁架单元吊装施工模拟分析.doc

施工模拟分析 吊装单元应力及变形分析 梭形桁架单元吊装应力及变形分析 概述 屋盖管桁架结构体系由梭形三角形桁架与梭形平面桁架间隔单向布置，根据施工方案数据，本次计算选取A馆最重的（83.9吨）一块吊装单元ZHJ10A梭形三角形桁架为典型进行吊装分析验算。吊装单元示意图如下所示: 采用Midas8.0结构分析软件，对结构的吊装过程进行有限元分析验算。通过软件自动计算，得出吊装过程中结构的受力情况以及变形情况等。 结构自重调整系数设置 结构材料及截面特性 （1）钢材Q235 弹性模量：E =2.06×105 N/mm2 泊松比：μ =0.3 密度：ρ =7.85×10-5N/mm3 屈服强度：fy =235N/mm2 强度设计值：f =215N/mm2 （2）钢材Q345 弹性模量：E =2.06×105 N/mm2 泊松比：μ =0.3 密度：ρ =7.85×10-5N/mm3 屈服强度：fy =345N/mm2 强度设计值：f =295N/mm2 荷载取值 考虑到吊装过程中的动力荷载以及附加吊装措施，结构自重根据实际材料总重加以调整，结构自重乘以调整系数1.35。吊装分析荷载，根据施工过程考虑结构自重，按照软件自动计算。 荷载组合 sLCB1：1.2D—1.2×吊装单元重量； sLCB2：1.0D—1.0×吊装单元重量。 有限元模型及边界条件 吊装单元ZHJ10A区域结构总长度约81m，最宽处4m。采用双台履带吊，吊点设置在桁架上弦，共8个吊索并保证吊钩的平面位置与桁架重心重合，保证吊索与桁架平面之间的角度不小于45°。 有限元模型及边界条件如下图所示。 根据桁架自重，经计算分析，荷载施加及约束情况按如下原则取值： （1）吊装荷载取桁架自重的1.35倍； （2）桁架上弦8点增加水平方向约束； （3）顶部吊点位置设置固定约束。 分析结果 吊装时，结构在自重作用下，吊装单元变形如下图所示：所用的工况是sLCB1: 1.2×D。 X方向变形云图（MAX=0.74mm） Y方向变形云图（MAX=0.58mm） Z方向变形云图（MAX=3.48mm） 变形矢量和（MAX=3.54mm） 由以上分析结果可知，结构在吊装过程中竖向最大变形为3.54mm，满足《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）附录A.1.1条的变形要求 杆件应力云图（MAX=-79.19N/mm2） 杆件应力比柱状图 在工况sLCB1：1.2D作用下，桁架构件最大应力比为0.261, 构件安全。桁架各杆件最大拉应力为79.19N/mm2,最大压应力为-61.89N/mm2, 满足《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）3.4.1条）要求。 结论 综上所述，吊装单元ZHJ10A在吊装过程中，均满足强度、刚度的要求，吊装过程安全合理。同理验算其他吊装单元，均满足要求，在此不再赘述。 屋面飘带吊装应力及应变分析 概述 展厅屋面飘带现场安装时将飘带结构分成若干个吊装块，根据施工方案数据，本次计算选取D馆最重的（36吨）一块吊装单元PD-D-10为典型进行吊装分析验算。吊装分块示意图如下所示: D区飘带分块图 采用Midas8.0结构分析软件，对结构的吊装过程进行有限元分析验算。通过软件自动计算，得出吊装过程中结构的受力情况以及变形情况等。 结构材料及截面特性 （1）钢材Q235 弹性模量：E =2.06×105 N/mm2 泊松比：μ =0.3 密度：ρ =7.85×10-5N/mm3 屈服强度：fy =235N/mm2 强度设计值：f =215N/mm2 （2）钢材Q345 弹性模量：E =2.06×105 N/mm2 泊松比：μ =0.3 密度：ρ =7.85×10-5N/mm3 屈服强度：fy =345N/mm2 强度设计值：f =295N/mm2 荷载取值 考虑到计算模型没有考虑球节点重量，结构自重根据实际材料总重加以调整，结构自重乘以调整系数1.35。吊装分析荷载，根据施工过程考虑结构自重，按照软件自动计算。 荷载组合 sLCB1：1.2D—1.2×吊装单元重量； sLCB2：1.0D—1.0×吊装单元重量。 有限元模型及边界条件 吊装单元PD-D-10区域结构总长度约28.6m，宽度约26.8m。吊点设置在网架上弦，共4个吊索并保证吊钩的平面位置与网架重心重合，保证吊索与网架平面之间的角度不小于45°。为保证吊装过程中网架不发生严重的晃动，在网架两端设置缆风绳，并在吊装过程中随时调整绳的角度和长度。 有限元模型及边界条件如下图所示。 有限元计算模型 根据网架自重，经计算分析，荷载施加及约束情况按如下原则取值： （1）吊装荷载取网架自重的1.35倍； （2）网架上弦4点增加水平约束； （3）顶部吊点位置设置固定约束。 分析结果 吊