南京奥体公园体育馆钢结构卸载方案探讨.pdf

王晨， 等 ： 南京奥体公园体育馆钢结构卸载方案探讨 2 5 确定临时支撑 的卸载顺 序为 ： 先 中间后 两边 ， 自 c 轴往 A轴分 区卸载 ， 此为方案 1 。作为对照组 ， 方案 4卸载顺序为先两边后 中间 ， A轴往 C轴分区卸载。 方案 2为先对 C轴的支撑间隔卸载 ， 之后顺序与方 案 1 相 同。方案 3 ， 先 中间后两边 ， 先卸载 B轴 ， 然 后依次卸载 A、 C轴 。具体方案( 方案中数字对应 图 5中分区编号 ) 如下 ： 方案 1 ： 1 2 _ 3 5 方案 2 ： 1 _ 3 2 4 一7 方案 3： 4 一l 一2 3 方案 4： 3 2 _1 5 4 _7 图 6 临时支撑卸载示 意 F i g 6 Te mp o r a r y s u p p o r t u n i n s t a l l s c h e ma t i c d i a g r a m 4 2 计算结果分析 1 ) 4个方案 均经过 2 1个 小步 ( 7个分 区， 每 区 分三级卸载 ) 完成卸 载。在 7个分 区 中， 分别 选择 受力较大 的一根支撑作为分析对象( 支撑点编号如 图 3所示 ) ， 卸载过程 中各支撑点 的最 大反力和卸 载各阶段主体结构 的最大沉 降分别如图 7 、 8所示 。 图 7 各支撑点 的最大反力 F i g 7 Th e l a r g e s t a n t i - t r i e s e a c h a n c h o r 对于卸载过程 中各支撑点 的最 大反力 ， 方 案 1 图8 卸载各阶段主体结构的最大沉降 F i g 8 Al l s t a g e s o f t h e ma i n s t r u c t u r e u n i n s t a l l o f t h e l a r g e s t s e t t l e m e n t 中， 支撑点 2的反力值最大 ， 达到 4 7 6 1 4 7 k N， 其他 支撑点的反力分布比较均匀， 受力大小在 3 5 0 k N上 下浮动， 且总体呈现减小的趋势 ， 在支撑的承受范围 之内。方案 2中， 卸载过程中支撑点 2的反力达到 5 5 1 9 4 8 k N， 超 出了卸载前受力的7 0 ， 且支撑点 5 和支撑点 7的受力均 出现 了较大波动。方案 3中， 卸载过程中各支撑点受力 比较均匀 。方案 4中， 卸 载过程 中支撑点反力波动 明显 ， 胎架 2 、 4 、 6受力较 大 。 理论上， 随着卸载的逐步进行 ， 后续承力的支撑 点反力应逐渐减小 ， 但 由于卸载过程 中出现了内力 的重分布 ， 可能造成个别支撑点反力升高的现象 ， 尤 其是受力较大的支撑的完全拆除， 往往直接导致临 近支撑 的反力 瞬间剧增 。通过模型 的计算 ， 支撑 1 拆除后 ， 支撑 2的反力 由 2 9 1 1 3 2 k N迅 速增加 到 3 8 6 1 4 7 k N， 增加 了3 2 6 ； 反之 ， 支撑 2拆除以后 ， 支撑 1 的反力由3 6 2 4 2 8 k N增加至4 2 3 3 5 1 k N， 增 加了 1 7 。 沉降方面 ， 随着卸载的不断进行 ， 主体结构 的最 大沉降值不断增加 ， 且后续胎架 的卸载位移大小与 第一步卸载位移 的大小密切相关。前 3个方案的最 终沉降值大小接近 ， 其中方案 1 、 2的位移增加均匀 ， 方案 3除在支撑点 3卸载时沉降较大外 ， 总体趋势 缓和； 方案 4的最终沉降值最大， 且卸载过程中沉降 增加量忽大忽小 ， 可 能导致结构 因突然变形产生加 速度 ， 对卸载的控制不利。 2 ) 随着卸载的逐步进行 ， 杆 件中的应力值不断 变化 ， 选取主桁架上典型截面的杆件作为分析对象 ， 杆件位置和编号如图 3所示 ， 分析 4个方案 中杆件 的应力变化值( 图 9 ) 。 通过对以上计算结果对 比发现 ， 方案 1和方案 2 的主体结构沉降较小 、 下降均匀 ， 且杆件应力变化 2 6 四川建筑科学研究 第 4 1 卷 图 9 各方 案结构杆 件应力变化 F i g 9 Ro d s t r e s s c h a n g e o f e a c h p r o g r a m s 也相对平稳 。对于方案 3、 4 ， 从结构 A A轴或 B B轴先行卸载 的方 案对结构沉降和应力 的控制不 利 。由于方案 2在卸载过程 中最大反力值较 大， 故 方案 1 被定为最终的卸载方案。 5 结 论 本文通过 S A P 2 0 0 0模拟 了卸载 的大跨钢结构 的分区分片卸载方案 ， 在满足结构不出现过大变形 、 受力的基础上 ， 考虑了支撑胎架的受力波动尽量小 、 避免结构突然产生过大变形或应力等因素 ， 综合 确 立 了最合适的卸载方案 ， 并得出以下结论 。 1 ) 对大跨度 的钢结构进行分 区卸载时 ， 先卸载 较小跨的支撑 、 再卸载大跨支撑的方案不可取 。 2 ) 受力较大的胎架拆 除后 ， 邻近胎架 的支撑反 力会突然大幅增加 ， 实际卸载过程中应考虑其影响。 3 ) 卸载过程中若出现支撑位移误差较大时， 部 分构件会 出现应力畸变 的现象 ， 应随时予以调整。 参 考 文 献 i 1 GB 5 0 0 1 7 -2 0 0 3钢结构设计规范 s 北京 ： 中国建筑 I 业 出 版社 ， 2 0 0 3 2 王辉 ， 刘曙 ， 吕黄兵 ， 等 武汉火乍站大跨度枝 状支撑空 叫 曲面钢结构卸载分析 J 施： 技术 ， 2 0 1 0 ， 3 9 ( 7 ) ： 4 - 6 3 高颖 ， 傅学怡 ， 杨想 兵 济南奥体 中心体 育场钢 结构 支撑卸 载令过程模拟 【 J 空问结 构， 2 0 0 9 ， 1 5 ( 1 ) ： 2 0 - 2 6 4 娄峰 ， 范 晓伟 ， 董苏 洲 惠州体育 场钢结 构罩棚 卸载 方案探 讨 J 建筑结构 ， 2 0 0 9 ， 3 9 ( S 1 ) ： 1 0 5 1 0 8 5 陈彬磊， 郭宇飞， 张 勇 深圳 湾体育巾心钢结构方案没汁 J 建筑结构 ， 2 0 1 3 ， 4 3 ( 1 7 ) ： 6 3 5 7 蚰 加 如加m 0 B d R毯芒