钢结构屋盖的卸载仿真分析及支撑胎架设计

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大跨度钢结构支撑胎架的卸载-工程技术研究0483

大跨度钢结构支撑胎架的卸载随着建筑行业的发展和建筑工程技术的不断进步，新材料、新工艺、新技术也随之发展，大空间、大跨度的结构在世界范围内得到了长足的发展。

鄂尔多斯体育中心游泳馆为甲级体育建筑。

结构形式:主体结构为钢筋混凝土框架结构，屋盖为钢结构工程。

这种结构形式在大型体育场馆项目上得到广泛的应用。

但其大跨度钢结构支撑胎架的卸载成为问题的关键。

卸载是一个复杂的过程，必须保证整个卸载过程的安全，力的平稳过渡。

在斜筒柱浇筑强度达到100%之后，即可开始支撑胎架的卸载，卸载作业前所有须安装的构件全部安装完成，所有须焊接的节点全部焊接完成，所有须进行验收的节点、构件验收完成，所有须进行测量的节点测量读数完成。

卸载前还需做好现场、人员、机具的准备工作。

施工现场需复核平面控制网和高程控制网，并进行引测，以此作为控制卸载过程中观测桁架变形、位移以及胎架沉降和变形的基准。

在卸载过程中，支撑架的卸载工作需要同步进行，因此对人员的组织管理非常重要，为确保在实施过程中真正做到同步，参加卸载的人员将在参建的钢结构施工人员中择优选择。

压力环支撑架的卸载点不多，共有4个支撑胎架，每个支撑架上有3个支撑点，每个支撑架上安排一名指挥人员，则4×（3+1）=16人。

在卸载过程中配置4人检查桁架根部与筒柱连接处有无变化情况，配置2人检查桁架与压力环连接点焊缝有无变化情况。

卸载的仪器及主要设备必须配备到位，以保证卸载工作有效、顺利的进行。

本工程支撑胎架总共为4个，平均分布在距离中心半径为4m的圆周上，支撑胎架高度大约为24m，每个支撑架荷载约为115T。

在施工模拟中，卸载支撑架，完成整个施工过程后，钢结构最大竖向变形为-44.89mm，发生在压力环上。

结构施工过程中的受力情况与设计状态的不一致，导致了施工过程中结构部分杆件受力性质的改变，钢屋盖按上述步骤，卸载后，杆件应力比如下图所示：施工状态杆件最大应力比设计状态杆件最大应力比施工状态与设计状态应力比差值分析可得，施工状态最大应力比为0.230，设计状态最大应力比为0.227。

国家体育场钢结构支撑卸载分析(图文)

国家体育场钢结构支撑卸载分析(图文)
高空组拼方法(简称散装法)，同时根据支撑卸载点多、分布范围广等实际情况出发，从钢结构支撑卸载过程的支撑反力分析入手，运用有限元软件ANSYS详细对比计算分析了大跨度马鞍形空间钢结构屋面支撑的卸载顺序和卸载步骤，择优确定了分阶段整体分级同步卸载的原则和具体的卸载步骤。

通过对每一步骤卸载反力计算和卸载过程中可能出现的支撑失效分析，给出了支撑卸载反力结果，为钢结构支撑塔架的选型及设计提供依据，也期望对类似工程的卸载施工提供参考。

关键词：主体钢结构、支撑卸载、卸载反力、卸载步骤
1工程概况
国家体育场钢结构工程由24榀拉通或基本拉通的门式刚架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成鸟巢的造型。

所有钢结构构件形成结构及建筑外形，如图1-1所示。

钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5米，最低点高度为40.1米；平面上呈椭圆形，长轴最大尺寸约333米、短轴最大尺寸约296米；屋盖中部的开口内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约为124米；大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.958米。

屋面主桁架矢高12.000m，上弦杆截面基本为1000mm1000mm，下弦杆截面基本为800mm800mm，腹杆截面基本为600mm600mm；屋面钢结。

卸载、拆除施工方案

目录1.工程概况 (I)1.1.建筑概况 (1)1.2.结构概况 (1)1.3.支撑胎架布置 (2)1.4.支撑胎架卸载工况 (4)1.5.支撑胎架卸载难点分析 (4)1.6.支撑胎架拆除概况 (4)2.编制依据 (6)2.1.规范、规程及标准 (6)2.2.参考资料 (6)3.施工部署 (7)3.1.卸载施工组织机构 (7)3.2.施工机具 (8)3.3.人员投入 (9)4.支撑胎架卸载准备工作 (10)4.1.技术准备 (10)4.2.现场准备 (13)5.支撑胎架卸载施工 (14)5.1.支撑胎架卸载原则 (14)5.2.胎架卸载工艺 (14)5.3.胎架卸载监测 (31)6.卸载施工应急预案 (32)6.1.施工组织 (32)6.2.特殊情况预测、防范措施及处理 (32)6.3.特殊情况记录 (33)7.支撑胎架拆除流程 (33)8.支撑胎架拆除施工 (37)8.1.屋面桁架支撑胎架拆除施工 (37)8.2.转换桁架支撑胎架拆除施工 (39)8.3.悬挑端桁架支撑胎架拆除施工 (40)9.支撑胎架拆除安全保证措施 (42)9.1.安全施工组织保证措施 (42)9.2.吊装施工安全保证 (42)9.3.高处作业安全保证 (42)9.4.施工防火安全保证 (43)1. 工程概况1.1. 建筑概况贵阳奥体中心主体育场钢罩棚结构设计引用贵州少数民族膜拜和装饰的水牛角符号，由东西两个水牛角形的金属板飘棚首位相交的对应布置在环形看台上。

整个金属板飘棚从立面到屋顶设计为一体，曲线光滑流畅，视觉冲击力强。

其中西看台屋盖钢结构沿环向长度约为410m，沿桁架长度最大为69m，在屋面中部区段设置屋面支撑，屋面桁架最大悬挑长度为49m，投影面积约16700平方米；东看台屋面钢结构沿环向长度约为340m，沿径向长度约为43m，投影面积约10600平方米。

1.2. 结构概况贵阳奥体中心主体育场工程钢罩棚为管桁架结构，分布于主体育场东、西看台，由墙面桁架、转换桁架、屋面桁架、端桁架、边桁架组成，其中斜交墙面桁架节间最大距离为8m，墙面桁架平面方向与地面垂直，屋面桁架方向与建筑径向轴线方向相同，由于屋面桁架和墙面桁架不在同一平面内，桁架主弦不能贯通，则通过设置转换桁架相连。

大跨度复杂钢结构临时支撑卸载施工方案分析

大跨度复杂钢结构临时支撑卸载施工方案分析摘要：依托九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程的大跨度钢结构东连廊，针对其临时支撑卸载施工特点和施工难点，提出了四种临时支撑卸载方案，依据有限元分析结果，综合考虑受力、变形和现场施工条件，建议采用第一种方案的卸载顺序。

关键词：大跨度钢结构；临时支撑；卸载顺序；施工方案0 引言设置临时支撑可提高结构的安全性，被广泛应用到在大跨度空间钢结构施工中，起到临时支撑、承受上部构件自重以及安装荷载的作用，为施工提供方便。

本项目因结构复杂，跨度较大，成型前结构的弱刚性，为了满足更大的承载力及施工安全的要求，在东连廊钢结构安装过程中布设临时支撑。

临时支撑的卸载是结构由施工工况转向设计要求的过程，将会引起结构内力重分布，因此采用有限元分析软件，对多种卸载方案进行结构受力分析，确定最优卸载方案是十分必要的。

合理的卸载顺序对保证钢结构从支撑状态过渡到工程实际状态的安全尤为重要，钢结构工程施工前均需对卸载顺序进行必要分析。

1 工程概况依托工程为目前在施的九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程。

本工程1#楼与2#楼及1#楼与3#楼之间为大跨度钢结构连廊，共计6层；采用空中散拼法组装，东连廊钢结构重量约3 t，由下部4根φ1 400钢管柱支撑。

东连廊为框架结构，由圆管柱、箱型柱、箱型梁、H型钢梁及斜撑组成。

东连廊支撑采用格构式支撑形式，格构式支撑截面尺寸为1.2 m×1.2 m，主杆件为：L140×12，腹杆为L80×8，材质均为Q235B。

东连廊钢结构模型如图1所示。

图1 东连廊钢结构模型2 临时支撑卸载施工特点和施工难点(1)本工程卸载区域主要为梁下部胎架，卸载作业主要有以下特点：支架形式相似，结构单一，卸载点空间分布规律性相近。

结构外形及临时支撑为沿中心线对称布置形式，卸载点在空间基本均衡分布。

卸载计算分析工作量大，为确保整个结构经过卸载后，平稳地从支承状态向结构自身承受荷载的状态过渡，通过MIDAS Gen对结构受力进行模拟进而对计算结果进行分析，以指导卸载过程的实施。

体育中心工程钢结构支撑胎架卸载专项方案

体育中心工程钢结构支撑胎架卸载专项方案随着现代体育运动的发展，体育中心的建设变得越来越重要。

而其中一个重要的部分就是体育中心工程的钢结构支撑胎架。

这个胎架在体育中心建设过程中发挥着非常重要的作用。

本文将针对体育中心工程钢结构支撑胎架的卸载问题进行探讨，并提出专项方案。

1. 胎架卸载的意义体育中心工程的钢结构支撑胎架在整个工程的建设过程中，起到了支持和保护的作用。

然而，在体育中心竣工后，胎架就不再起到支撑作用，因此需要进行卸载。

胎架的卸载将会减轻负荷，增强体育中心的稳定性和安全性。

2. 卸载流程（1）确定卸载条件在进行胎架卸载之前，必须先确定适宜的条件。

这包括周围环境的稳定性和安全性，以及是否存在其他施工作业等情况。

只有在保证安全的情况下，才能进行胎架的卸载工作。

（2）制定卸载方案针对不同的体育中心工程，需要制定相应的卸载方案。

卸载方案应该包括胎架卸载的具体步骤、所需的设备和工具，以及安全措施等。

制定卸载方案时，应充分考虑到胎架的结构和位置，以确保卸载过程的平稳进行。

（3）组织人员和物料在实施卸载方案之前，需要组织相关人员和物料。

人员包括工程师、技术人员和施工人员等。

物料包括卸载所需的起重机械、工具和安全防护设备等。

（4）拆除连接件卸载过程中，需要逐步拆除胎架与其他结构的连接件。

拆除连接件时，应注意安全，确保人员不会受到伤害，并保证拆除过程不会影响到周围的建筑物和设施。

（5）有序卸载在确认拆除连接件后，可以开始有序卸载胎架。

卸载时，应严格按照卸载方案进行操作，确保胎架的平稳下降。

在卸载过程中，应设置安全警戒线，并配备专人进行监护，以确保人员和设备的安全。

3. 安全措施在进行体育中心工程钢结构支撑胎架的卸载时，需要采取一系列安全措施，以确保人员和设备的安全。

这些安全措施包括：（1）提前进行全面的安全评估，发现并解决潜在的安全隐患；（2）组织人员进行专业安全培训，提高其安全意识和操作技能；（3）使用符合安全要求的起重机械和工具；（4）设置安全警戒线，防止未经授权的人员进入施工区域；（5）定期检查设备的安全性能，确保其正常运行。

8章6节-支撑胎架卸载及监测---P8

第六节支撑胎架卸载及监测1屋盖结构卸载施工1.1卸载点布置及分区本工程乐园区屋盖钢结构采用搭设格构式支撑胎架的方式进行安装，胎架顶部设置支撑立柱及千斤顶，屋盖安装完成后进行结构卸载。

乐园区屋盖钢结构临时支撑胎架点位多，卸载精度要求高，采用千斤顶分区、分级、同步卸载的方式进行结构卸载，具体布置图及胎架顶部卸载装置设计见下图：1区卸载点2区卸载点3区卸载点4区卸载点卸载点布置及分区示意图胎架顶部设计一胎架顶部设计二1.2卸载阶段布置及步骤1.2.1卸载施工阶段划分在屋盖钢结构焊接完成形成完整的稳定体系后，采用千斤顶进行分级分区同步卸载。

根据施工模拟计算结果，分级移除支撑立柱上方钢垫片，同时千斤顶根据移除的钢垫片厚度向下释放位移，确保整个卸载过程平稳可控。

临时支撑卸载过程是结构由施工状态过渡到设计状态的结构体系转换过程。

在施工阶段的受力状态与最终的设计受力状态存在很大差异：在有支撑胎架状态下，其自重基本由支撑架承受；拆除支撑架时．结构因自重产生向下位移，杆件的内力将重新分布．在瞬间发生较大变化。

另外，实际施工过程中，无法对所有的临时支撑胎架进行同步拆除，后拆除支撑架承受的内力将可能经历逐步增加的过程。

因此，选择合理的卸载顺序和方法，是临时支撑卸载工作的关键。

根据乐园区的结构特点及胎架的布置情况，尽可能遵循原结构的传力途径，拟定胎架的卸载阶段如下：顺序内容阶段一分级卸载1区的支撑胎架阶段二分级卸载2区的支撑胎架阶段三分级卸载3区的支撑胎架阶段四分级卸载4区的支撑胎架1.2.2 卸载方法及步骤本工程采用千斤顶分区、分级、同步卸载，施工中在卸载点处胎架上部支撑立柱上设置若干层钢垫片，支撑立柱与钢垫片共同组成分级卸载保护装置。

通过千斤顶顶升及每层钢垫片的移除，实现千斤顶的分级卸载。

分级卸载保护装置如下所示：桁架弦杆就位工装支撑立柱钢垫片500m m分级卸载保护装置设计示意图根据卸载施工计算机模拟结果，卸载完成后结构最大下挠值为56.3mm ，最大值出现在卸载1区和2区，4区变形最小。

广州国际体育演艺中心钢屋盖支撑卸载模拟分析及监控

文章编号：７ —２９２１）４０５．５１１４２（０１０－０００６
广州国际体育演艺中心钢屋盖支撑卸载模拟分析及监控
李思璐，任珉，叶茂，吴玖荣
（ｆ广大学广州大学一淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心，广东广州摘５００）１０６要：大跨度钢屋盖施工过程中受力情况与成型后是不同的，须考虑施工过程中结构体系的变化；结合广州
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第４期
李思璐等：广州国、日￣厶中心钢屋盖支撑卸载模拟分析及监控－ｌ－．，４４－
图２各榀主桁架、卸载点布置及编号图
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关键词：钢屋盖；支撑卸栽；模拟分析；工监测施中图分类号：Ｕ３１Ｔｌ文献标志码：Ａ
１工程概况
工程结构在建造过程中会呈现出时变特性，存在较高的安全风险．ｊ统计表明，有约７％的我国８工程倒塌事故发生在施工期间，究其原因，相当比例是没考虑施工过程的力学分析ｊ施工模拟和监控的有效结合，．可验证、完善设计和施工方案，确保工程安全．２１年第１届亚运会篮球比赛主场馆——广州国际００６体育演艺中心，位于广州开发区萝岗新城，建筑总面积为１８可容纳观众约１００是继北京五棵松体育２３，４６ｍ８０名，馆、上海世博文化中心之后全国第３华南地区唯一的个、按ＮＡＢ标准建设的集体育、演艺活动为一体的大型综合性场馆（如图１．）主场馆钢屋架主要由１榀跨度为７．０９７１．ｍ高８ —２１０２，．１６２．ｍ的主桁架和两榀跨度１．ｍ３２，６桁架高１．ｍ的次桁架组成，１８下弦部分呈水平，上弦呈弧线形，主桁架两端支撑于｝凝土柱上．昆

大跨度复杂钢结构卸载全过程模拟分析

|试验与检测「刘意，等:大跨度复杂钢结构卸载全过程模拟分析SH大跨度复杂钢结构卸载全过程模拟分析刘意，石深文，张林，郑秀玉(中铁建设集团有限公司，北京100040)摘要:大跨度异形钢结构施工是一个技术性强、精度要求高的工作，而临时支撑卸载是施工过程的一个关键环节，针对卸载过程实施精确合理的数值模拟是十分有必要的*依托目前在施的九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程大跨度钢结构西连廊,并根据拟定的卸载施工工况，采用有限元软件MIDAS Gen 2014对西连廊钢结构的卸载施工全过程进行模拟分析，为实际卸载施工提供了安全保证*关键词:支撑卸载;大跨度钢结构;数值模拟分析;有限元模拟中图分类号:TU393. 3 文献标志码：A 文章编号：1673-5781(2020)06-1100-030引言随着大跨度空间钢结构在大型体育馆、展览馆和一些工业厂房等公共建筑中的广泛应用，大跨度钢结构的安装和卸载作为结构成形的重要部分，通过搭设临时支撑，采用分段吊装、高空拼装的方法已被普遍适用*但是可以发现的是，现阶段大跨空间结构面临着施工方法的多元化和复杂化，造成施工阶段时结构的内力分布较为复杂，设计使用的主体结构受力随着施工过程不断变化*施工阶段最为关键也是最后实施的步骤即为临时支撑的卸载。

临时支撑的卸除过程会导致主体结构内力不断重分布，可能给结构在施工中的安全带来危险性，所以有必要针对大跨度空间结构进行全过程的卸载过程的模拟，以了解不同施工方法各个卸载工况下卸载过程的应力变化规律*1工程概况依托工程为目前在施的九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程*本工程1)楼与2)楼及1 )楼与3)楼直接为大跨度钢结构连廊，共计6层，采用空中散拼法组装*西连廊为框架结构，由圆管柱、箱型柱、箱型梁、H 型钢梁及斜撑组成*西连廊支撑采用格构式支撑形式，格构式支撑截面尺寸为1 2 mX1.2 m,主杆件为:L140X 12,腹杆为L80X 8,材质均为Q235B * 钢结构模型如图1 所示*2西连廊钢结构卸载模拟计算2.1计算依据(1) 《钢结构设计规范》GB 50017 — 2003；(2) 《空间网格结构技术规程》JGJ 7 — 2010；(3) 《钢结构工程施工规范》GB 50755 — 2012；(4) 设计相关图纸及模型*2.2卸载过程模拟分析概况根据总体施工方案，西连廊钢结构采用分段、分块方式卸载*通过有限元软件建模，安照施工过程划分分析工况，计算结构的最大竖向变形和最大应力*荷载施加情况:施工过程中荷载为结构杆件的自重，由于设计模型未将构件节点等重量折算到材料的容重，因此自重系数取为12*在结构施工分析中，运用有限元法计算程序中将“死”单元(不参与整体结构分析的构件)逐次激活的技术,对结构在整个施工过程进行分析,模拟结构在整个施工过程中刚度和强度等的变化情况*安装后的状态模型整体和胎架分别如图2、图3所示,卸载工况分为XZ1 — XZ5,共计5个*由于篇幅限制，这里只列出了部分卸载工况示意图,后面计算的结果也是只列出了部分，并于前面对应*前两个卸载工况对应的胎架示意图如图4、图5所示，其中工况XZ5临时支撑已完全拆除*卸载工况计算按照施工流程模拟*图1西连廊钢结构模型图2安装后状态(整体)收稿日期：2020-06-29 ；修改日期:2020-07-15作者简介:刘意(1990 — ),男，江西吉安人，工程师.1100《工程与建设》2020年第34卷第6期|试验与检狈厂刘意，等:大跨度复杂钢结构卸载全过程模拟分析N C 图3安装后状态（胎架）（2）工况XZ2计算结果:图8工况XZ2结构最大竖向变形（单位:mm ）图4 工况XZ1图5 工况XZ22.3卸载全过程分析结果根据施工过程计算出各卸载工况下结构的变形、应力，得到西连廊结构的变形、应力情况*部分卸载工况计算结果如图6〜图13所示。

大剧院钢结构屋盖卸载模拟及应力监测

四川建筑第39卷2期2019.4大剧院钢结构屋盖卸载模拟及应力监测余波，晋惠，郭翔（四川省建筑科学研究院，四川成都610081）【摘要】大跨度空间结构工程被广泛应用于大剧院及体育馆等大型公共建筑，大型公共建筑内部的空间结构较大，受力的情况十分复杂。

文章介绍了某大剧院钢结构屋盖卸载施工技术。

结合实际施工条件，对钢结构卸载流程、卸载顺序、每一步卸载量进行控制、对结构变形及应力进行监测并对卸载应急预案进行了论述。

【关键词】大跨度钢结构；屋盖卸载；应力监测；变形量【中图分类号】TU758．15【文献标志码】B［定稿日期］2018－08－17［作者简介］余波（1984 ），男，大专，助理工程师，主要从事施工检测；晋惠（1987 ），男，本科，工程师，从事检测工作；郭翔（1985 ），男，硕士，助理工程师，目前就职于工测所。

作为城市地标建筑通常大剧院建筑结构复杂包含公共音乐厅、综合演艺厅、戏剧表演大厅等各部分组成，全钢结构作为剧院的屋盖部位所使用钢结构跨径都比较大，且是曲面结构，构件制作、安装的难度很大。

1工程概况某市大剧院，是一座以大中型表演场所及市民休闲、健身、娱乐等功能于一体的大型文化设施，其中主体占地46055m 2，建筑物的高度36m ，结构为地上3层，地下2层、剪力墙结构表现形式为钢框架，上部屋盖为管拱析架钢结构，为可容纳2．3万观众的艺术表演建筑场馆、设置临时支撑馆钢结构在大跨度及悬挑析架下，根据安装工艺要求安装时在二、三层中轴线钢柱，其余四个为大跨度架两侧悬挑部位设置12个支撑架，屋顶层共设置十六个支撑架。

2剧院屋盖钢结构卸载工艺概述屋盖部位的结构十分复杂，所以卸载的形式复杂，需要通过计算和分析，临时支撑在卸载前先做好，在主体建筑结构不损坏前提下才能确定进行移除。

按照审批通过的方案进行施工，可以确保卸载临时支撑的过程的安全，并且区域临时支撑卸载不同屋面位置和的实际情况与屋面相结合，有序进行协调指挥，卸载过程中随时沟通，听从调度卸载，对临时支撑监测检查。

某钢结构施工仿真分析 (正式)--

博物馆钢结构施工仿真分析一计算内容分析成都博物馆新馆钢结构安装过程结构受力与设计状态不完全一样，整个结构体系是个逐阶段建立的过程，特别是在胎架卸载过程中，存在结构转换,结构受力从胎架转移到结构本身，部分构件受力特性可能发生改变，因此对施工过程中的若干关键工况需要进行计算，以保证结构的安全。

根据施工全过程的分析结果,对结构构件尺寸与安装位置进行预调整。

施工过程需要计算分析的内容:(1）安装及卸载过程形分析(2)安装及卸载过程构件受力计算分析（3）构件的尺寸与安装的预调整值二计算软件分析选用结构计算选用了通用有限元程序Midas（7。

8。

0版）。

三模型分析计算模型采用空间三维实尺模型，按照实际的安装及卸载顺序,进行施工过程分析.主结构中悬挑桁架的腹杆与地下一榀大桁架的腹杆采用桁架单元模拟，其余构件采用梁单元模拟，楼板采用板单元，核心筒采用墙单元。

施工过程分析中所考虑的荷载工况包括三种类型：恒载DL；活载LL;温度荷载T(T+为升温，T—为负温）。

设计工况汇总如下表：表1 设计工况汇总在计算模型中胎架按安装单位提供的实际规格考虑，主要分为钢管格构式胎架；型钢组合胎架及悬挑桁架胎架。

由于胎架支承点反力为拉力时，该胎架应退出工作，将胎架模型上部与结构连接构件按“只受压单元”考虑。

计算模型胎架三维图胎架平面布置图四施工过程分析4.1 模拟仿真过程按照安装单位的施工方案,拟将施工过程分为安装22个阶段，卸载1个阶段。

4。

1.1 安装过程（主要针对钢结构构件，楼板与核心筒随钢结构依次自下而上) 第一阶段安装地下—20m处第1节钢柱第二阶段安装地下—16m处钢梁第三阶段安装地下—12m处钢梁第四阶段安装地下-12m处以上的第2节钢柱第五阶段安装地下—8m处钢梁第六阶段安装悬挑桁架的胎架第七阶段安装地下—4m、0m及夹层处的钢梁及悬挑桁架安装第八阶段安装东南角部的胎架第九阶段安装地上第1节钢柱第十阶段安装地上西侧开洞部位的胎架第十一阶段安装地上4.5m处的钢梁第十二阶段安装地上9。

钢结构临时支撑胎架的设计与搭设

临时支撑体系的设计与搭设本工程钢结构主要采用“片状单元高空原位胎架安装工艺”进行施工，为此根据屋盖结构形式及吊装分块形式在合适的屋盖网格节点下方布置临时支撑胎架，胎架之间根据布置形式通过连系桁架或H型钢连系梁进行连接，共同组成一个对主体结构的临时支撑体系，作为整个钢结构高空安装的主要受力支点。

临时支撑体系在钢结构安装及卸载过程中起着重要作用，其设计遵循以下原则：1）满足钢结构安装及卸载过程中的受力及稳定性要求。

2）临时支撑系统设计时考虑节点安装位置、安装调节空间及调节方法。

3）胎架设计时根据各节点标高、位置及下方混凝土结构形式，组合考虑标准节及非标准节。

（一）临时支撑体系概况大树广场设置H型钢柱加桁架连系梁组成的支撑体系（以下称“A类胎架”），体育场屋面胎架主要以型钢标准节胎架+连系桁架组成的支撑体系（以下称“B类胎架”），体育场南北外立面支撑胎架为H型钢三角支撑与H型钢连系梁组成的临时支撑体系（以下称“C类胎架”）。

A、B类胎架的底部坐落于混凝土结构基础底板、承台或混凝土柱头上。

少部分胎架底部落点无持力结构，采用路基箱作柱底持力结构。

胎架顶部设置千斤顶和定位校正装置；C类胎架设置于体育场外夯实地坪的路基箱上，临时支撑胎架平面布置与整体效果图分别如下图所示胎架设置整体效果图各类支撑胎架平面布置图（二）胎架形式和需求1胎架材料表序号胎架类型所在部位类型规格材质1A类H型钢立柱+连系桁架H型钢胎架立柱H型钢HW400×400×13×21 Q235B2 连系桁架弦杆、腹杆T型钢T200×200×8×13 Q235B3 B类型钢标准节胎架+连系桁架格构式胎架胎架标准节平腹杆T型钢T200×200×8×13 Q235B斜腹杆T型钢T200×200×8×13 Q235B立柱H型钢HW350×350×12×19 Q235B4 连系桁架弦杆H型钢HW250×250×9×14 Q235B 腹杆T型刚T200×200×8×13 Q235B5 C类H型钢三角支撑与H型钢连系梁H型三角支撑立柱H型钢H400×200×8×13 Q235B斜撑H型钢H400×200×8×13 Q235B6 连系梁横梁H型钢H400×200×8×13 Q235B胎架的几种三维形式见下表：型钢标准节胎架+连系桁架H型钢三角支撑与H型钢连系梁2胎架设计（1）胎架基础设计根据工程胎架所处位置及胎架结构形式不同，胎架基础做法分为四类：第一类，通过埋件生根于混凝土柱顶；第二类，通过井字转换钢梁埋件生根于承台顶；第三类，通过井字转换钢梁埋件生根于基础顶板；第四类，埋件生根于混凝土梁面。

建筑行业国家体育场钢结构支撑卸载分析

国度运动场钢构造支撑卸载剖析邱德隆李久林杨俊峰高树栋范重魏义进提要：本文按照国度运动场主体钢构造装置方法—分段吊装空中组拼方法(简称散装法)，同时按照支撑卸载点多、散布范畴广等实践情况动身，从钢构造支撑卸载进程的支撑反力剖析动手，应用无限元软件ANSYS详细比照盘算剖析了年夜跨度马鞍形空间钢构造屋面支撑的卸载次序跟卸载步调，择优断定了分阶段全体分级同步卸载的原那么跟详细的卸载步调。

通过对每一步调卸载反力盘算跟卸载进程中可以呈现的支撑生效剖析，给出了支撑卸载反力后果，为钢构造支撑塔架的选型及打算供应按照，也希冀对类似工程的卸载施工供应参考。

要害词：主体钢构造、支撑卸载、卸载反力、卸载步调1 工程概略国度运动场钢构造工程由24榀拉通或根本拉通的门式刚架缭绕着运动场外部碗状看台区改变而成，穿插安排的主构造与屋面、破面的次构造一同编织成“鸟巢”的外型。

一切钢构造构件构成构造及修建形状，如图1-1所示。

钢构造屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为，最低点高度为；破体上呈卵形，长轴最年夜尺寸约333米、短轴最年夜尺寸约296米；屋盖中部的启齿内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约为124米；年夜跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为。

屋面主桁架矢高，上弦杆截面根本为1000mm×1000mm，上弦杆截面根本为800mm×800mm，腹杆截面根本为600mm×600mm；屋面钢构造总分量约14000吨，竖向荷载通过24根组合钢构造柱通报至根底。

2 装置方法及支撑点的选择2.1 装置方法由于国度运动场钢构造为特年夜型年夜跨度空间构造，构件自重发生的内力所占比例较年夜，钢构造装置方法跟次序对构造构件在重力荷载感化下的内力将发生清楚阻碍；同时钢构造装置方法跟施工次序对和谐钢构造施工与混凝土构造施工的关联，对保障混凝土看台连续施工、钢构造的顺遂装置、室内装修工程及机电装备工程实时拔出以及核心基座尽早施工存在严峻的意思。

钢结构工程结构卸载、变形控制与监测方案

钢结构工程结构卸载、变形控制与监测方案钢结构工程结构卸载、变形控制与监测方案钢结构支撑胎架卸载建立卸载模拟计算模型（1）钢罩棚桁架结构安装完成；（2）所有支撑胎架考虑未拆除，胎架与桁架支撑处按铰节点且无向下拉力；（3）预应力拉索张拉设计值的40%；（4）相对卸载前工况模型，取消所有支撑处铰接节点；根据以上4个节点建立卸载模形在卸载前及卸载后的模拟计算模型。

荷载工况及计算软件1、荷载：不考虑地震荷载、风荷载和马道、吊装、檩条、盖板等荷载；考虑结构自重P、施工活荷载（上弦0.1Kn/m2）Q；2、荷载组合：1.0P+1.0Q；3、计算软件：ANSYS，单位制为（N和m）。

模拟计算原理1、通过卸载前工况模型和卸载后工况模型对比，比较各支撑点（即卸载施工时卸载点）Z方向挠度，此数值近似为卸载点卸载过程中的下挠值；2、将所有卸载点下挠值进行统计，取最大值Zmax（mm），取单节卸载最大值20mm，确定卸载级数N=Zmax/20。

卸载级数结构Z向最大位移值Max=79mmN=79mm/20mm≈4故西看台整体分四级卸载。

结构卸载工况分析插图0-1 轴向应力图插图0-2 杆件最大应力图插图0-3 杆件最小应力图插图0-4 节点Z向挠度图模拟计算结果结论验算结果：压杆最大应力：-140N/mm2。

拉杆最大应力：122 N/mm2。

节点竖向挠度：83mm。

规范指标：Q345B钢容许应力表：悬挑结构变形容许值：主梁或桁架挠度容许值为l/400，悬挑长度取40m则容许值为100mm。

经验算，结构应力值、位移值均处于安全范围内。

胎架支撑卸载点下挠值及单次卸载值插表0-1 端桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值插表0-2 D轴屋面架卸载点最大下挠值及单次卸载值插表0-3 F轴屋面桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值插表0-4 转换桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值结构卸载过程变形现场监控卸载过程中的位移监测1、采用全站仪测量未卸载前各支撑点的定位标高，并记录在案。

钢结构卸载方案

钢结构卸载方案体育场屋“拉花”结构采用钢结构结构体系，屋盖结构为自平衡结构体系，与拉花互为独立结构体系。

屋盖环梁辅助安装的临时支撑与拉花结构辅助安装的临时支撑为共用的组合式格构支撑。

两大结构的卸载，屋盖环梁先行卸载，环梁卸载完成后，随后卸载拉花结构。

1.拉花结构卸载方案思路拉花结构为外立面造型结构体系，整个结构为非承重结构，结构受力状态仅在结构自重荷载条件下作用，结构整体受力相对较小，根据前述临时支撑及支撑点分布数量，整个拉花结构临时支撑的支撑受力相对较小，结构卸载过程中对结构受力的影响程度不大。

拉花结构的卸载，遵循卸载过程中拉花结构的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作即“分层、分步、分节、等量，均衡、缓慢”的原则来实现。

根据本工程结构特点，拉花结构的卸载，采用通过分层次多次切割支撑胎架模板，微量下降来实现，并采取分层、分级进行卸载。

以拉花X节点位置为层，共计3层。

拉花结构每层共48个卸载点，每一层以间隔的16个卸载点同时卸载作为节次，共计3个节次/层；卸载时，模板切割的每一步骤分3~5级进行卸载。

2.屋盖结构卸载方案思路屋盖结构不同于拉花结构，为屋面结构主承重结构，结构受力由多种结构体系组合而成，包括钢斜柱、钢斜撑、环梁及索膜拉索张拉结构等多种复杂形势的结构体系组合而成，其结构受力状态复杂且受力较大，卸载过程是主体结构和支架相互作用的一个复杂过程，是结构受力逐渐转移和内力重新分布的过程。

支架由承载状态变为无荷状态,而主体结构则是由安装状态过渡到设计受力状态。

该过程中,影响结构安全的因素很多,支架的设计、卸载方案的选择、卸载过程的有效控制等均会对结构本身产生很大影响。

屋盖卸载，遵循卸载过程中拉花结构的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作即“分步、分节、等量，均衡、缓慢”的原则来实现。

根据本工程结构特点，屋盖的卸载，采用通过分层次多次切割支撑胎架模板，微量下降来实现，并采取分步、分级进行卸载。

钢结构支撑体系卸载专项方案

钢结构支撑体系卸载专项方案1前言卸载是指将结构从支撑体系受力状态转换到自由受力状态的过程，卸载过程中杆件的内应力随时变化。

在选择卸载方法时，必须保证杆件内应力控制在设计允许范围内同时应尽量保证每一个卸载点卸载动作基本同步。

XX游泳中心钢结构跨度达137m,安装方法采用的是空中散装的施工工艺，支撑点多达1400多个，设计卸载支撑点135个。

在结构空中组装完成后,将屋盖钢结构的支撑系统拆除,恢复到结构本身自由受力状态,如此多的支撑点在操作过程中统一协调、达到同步,同时必须保证杆件内应力控制在设计允许范围内,这对整个结构卸载的工况分析与施工组织提出了很高的要求,也是卸载技术研究的主要目的。

2工程概况与特点、难点分析2.1工程概况XX游泳中心钢结构采用空间12面体与14面体组合的结构体系，包括墙体与屋面两大部分。

屋盖被两道内墙分割成三个区域，跨度分别为40m、50m、137m。

钢结构采用了“延性多面体钢框架结构体系”。

墙体内外与屋盖上、下表面由纵横交错的箱型截面构件组成，箱型构件交点采用空心钢球冠节点。

内部腹杆为圆钢管，节点采用焊接球节点。

其纵横交错的杆件形成了受力良好和构造复杂的三维空间结构体系。

现场安装采用的是空中小单元组装的工艺，在组装过程中使用脚手架作为支撑平台，在下弦平面上每个节点都用螺旋千斤顶支顶调整。

2.2工程特点与难点分析2.2.1特点(1)卸载支撑点数量多达135个。

(2)跨度大，最大净跨137m。

(3)螺旋千斤顶数量多达135个，规格多从16t到50t不等。

2.2.2难点(1)卸载点多，统一协调管理难度大(2)卸载跨度大，面积大，工况分析计算复杂。

(3)采用螺旋千斤顶达到同步比较困难。

3主要研究内容3.1主要研究内容3.1.1计算机同步工况模拟分析技术3.1.2多点卸载施工技术与管理3.1.3卸载同步监测3.2主要控制指标3.2.1卸载后屋盖自挠值不得大于245mm。

3.2.2屋盖结构在卸载时的变形趋势应与设计计算相符。

贵阳奥体中心支撑胎架卸载专项方案

中建三局建设工程股份有限公司贵阳奥林匹克体育中心工程钢结构支撑胎架卸载专项方案编制人：审核人：审批人：中建三局建设工程股份有限公司贵阳奥体中心项目部2009年10月24日第1章工程概况本工程钢罩棚为管桁架结构，分布于主体育场东、西看台，由墙面桁架、屋面桁架、转换桁架、端桁架、边桁架组成，其中片式桁架交点间距约9m，墙面桁架平面方向与地面垂直，屋面桁架方向与建筑径向轴线方向相同，由于屋面桁架和墙面桁架不在同一平面内，桁架主弦不能贯通，则通过设置转换桁架相连。

在整个斜交平面桁架体系中有铸钢节点、焊接球节点、相贯线节点、对接节点多种连接节点形式，同时在西看台悬挑屋面桁架上弦设置了16根预应力拉索，使得大跨度悬挑结构得以实现。

第2章编制依据2.1主要施工规范2.2主要参考资料第3章卸载组织管理体系卸载是一个复杂的过程，为了保证整个卸载过程的安全，力的平稳过渡，必须建立严格的组织管理体系。

组织体系中设置一位总指挥，全面负责卸载过程的指挥与协调，两个副总指挥和卸载工作小组，卸载工作小组设监测人员、安全员、技术员、指挥员、调度员。

工作小组下面设若干个班组。

第4章卸载条件根据《贵阳奥体中心钢结构施工组织设计》，在屋面预应力拉索施加40%的预应力之后，开始支撑胎架卸载，在卸载前必须完成以下方面的工作：1. 所有须安装的构件全部安装完成；2．所有须焊接的节点全部焊接完成；3．所有须进行验收的节点、构件验收完成；4．所有须进行测量的节点测量读数完成。

屋面次结构宜在卸载完成之后，再进行施工。

第5章卸载前的准备工作5.1现场准备5.1.1测量准备复核平面控制网和高程控制网，并进行引测，以此作为控制卸载过程中观测桁架变形、位移以及胎架沉降和变形的基准。

5.1.2安全准备1.在卸载区域拉设安全警戒线，作好安全警示标识；2.重视高空坠落和高空坠物安全隐患的排查工作，检查安全兜网的完善性。

5.2机具准备卸载主要仪器和设备表5.3-1卸载主要设备和仪器统计表5.3人员准备由于在卸载过程中，同一圈的卸载工作需要同步进行，因此对人员的组织管理非常重要，为确保在实施过程中真正做到同步，参加卸载的人员将在参建的钢结构施工人员中择优选择。

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ＡｂｔａｔＵｎｏｄｎｏｌａｅｒｃｓｆｉｔｒｃｉｎｂｔｅｈｒｒｔｕｔｒｎｅｏａｙｓｐｓｒｃ：ｌａｉｇｉａｃｍｐｉｔｄｐｏｅｓｏｅａｔｅｗｅｎｔｅｐｍａｙｓｒｃｕｅａｄｔｍｐｒｒｕ — ｓｃｎｏｉｐｒｉｇｓｒｃｕｅａｄｔｅｅａｔｎｍｅｃｌｓｏｔｔｕｔｒｎｈｘｃｕｒａｉｌｔｎａｐｉｄｏｈｎｏｄｎｒｃｓｓｃｕｉｌｉｏｔｎｅｎｉｍｕａｉｐｌｎｔｅｕｌａｉｇｐｏｅｓｉｒｃｍｐｒａｃ．ｏｅａ
中图分类号：Ｕ７８Ｔ５文献标识码：Ａ文章编号：０６４４（０１０—０ —６１０ —５０２１）１０７０
Ｓｍｕａｉｎａａｙｉｎｈｅｕｌａｉｒｃｓｆｓｅｌｒｏｉｌｔｏｎｌｓｓｏｔｎｏｄｎｇｐｏｅｓｏｔｅｏｆａｄｔｅｉｎｏｕｏｔｎｔｕｔｒｎｈｅｄｓｇｆｓｐｐｒｉｇｓｒｃｕｅ
方案，出了钢结构屋盖在施工卸载过程中有限元分析的计算模型和卸载过程仿真计算的方法，提根据计算得
到的各支撑点的受力特征对两种卸载方案进行了分析比较，出优选的卸载方案，给出了该方案在卸载过得并程中各卸载步的钢结构屋盖的变形状态和构件的应力比变化情况。同时，基于优选的卸载方案，根据卸载时的最大支撑荷载对支撑胎架进行了设计。关键词：钢结构屋盖；卸载；真分析；仿支撑胎架
Ｆｅｂ．２０１１
钢结构屋盖的卸载仿真分析及支撑胎架设计
陶广亚
（钢金属有限公司，海宝上２１０）０９０
摘
要：卸载是主体结构和临时支撑相互作用的一个复杂过程，卸载过程实施精确合理的数值模拟至关重对
要。以宁夏贺兰山体育场的空间管桁架钢结构屋盖为例，应用ＳＰ００有限元软件分析施工过程中的卸载Ａ２０
ｌａｉｇｍｅｈｄｉｃｉｖ＆Ｔｈｅｏｍａｉｎｃａｇｎｔｅｓｒｔｔｔｓｏｔｅｒｏｉｇｓｓｅｆｒｔｅｏｄｎｔｏａｈｅｅｓｅｄｆｒｔｈｏｎｅａｄｓｒｓａｉｓａｕｆｓｅｌｏｆｙｔｍｏｈｏｎ
ｅｌｎ－ｐｎｓａｅｓｅｌｔｂｅｔｕｓｒｏｉｇｓｓｅｏｈｅＨｅａｏｇｓａｐｃｔｅ－ｕｒｓｏｆｎｙｔｍｆｔｌｎＳｈａｔｄｕａｎｈｕｎｃｔｎｔｅＮｉｘｎｓａｉｍｔＹｉｃａｉｙｉｈｎｇ－
ｔｉｌｔｈｎｏｄｎｒｃｓｕｉｇｔｅｓｅｌｏｓｒｃｉｎＴｈｏｕａｉｎｌｄｌｓｄｆｒａｉｇｔｅｏｓｍｕａｅｔｅｕｌａｉｇｐｏｅｓｄｒｈｔｅｃｎｔｕｔ．ｎｏｅｃｍｐｔｔａｏｍｏｅｕｅｏｋｎｈｍ
第１９卷第１期
２１０１年２月科学版）自
ＪｕｎｌｏｈｉｎｔｔｔｆＡｒｈｔｃｕｅ＆ＩｄｓｒｏｒａｆＡｎｕｓｉｕｅｏｃｉｔｒＩｅｎｕｔｙ
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Ｖｏ．９Ｎｏ１１１．
ｉｕｏｏｕｅｉｎｉａｅｓａａｙｉａｅａｌ，ｔｅｆｉｌｍｅｔａａｙｉｓｆｗａｅＳ２０ｓｕｅａａｔｎｍｏｓｒｇｏｓｔｋｎａｎａｌｔｌｘｍｐｅｈｉｔｅｅｎｎｌｓｓｏｔｒＡＰ００ｉｓｄｎｃｎｅ