成都博物馆新馆施工仿真研究探究

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1、成都博物馆新馆施工仿真研究探究　　【摘要】全过程模拟计算分析软件采用通用有限元分析与设计软件SAP2000v14.1.0。后处理采用自编VBA二次开发工具结合专业计算软件ANSYS。对施工全过程中结构力学响应进行了仿真分析。最后得出以下结论，结构变形、，胎架反力包络值、卸载过程分析、预调值。【关键词】仿真分析；变形；胎架反力；卸载过程中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1工程概况本工程为成都市博物馆新馆项目，总建筑面积65000m2。主体结构为钢框架－混凝土核心筒结构，建筑层数为地上五层（附设夹层）：首层层高9m，二～四层层高7m，五层层高4m；地下四层：地下一层层高为8m，地下二～四

2、层层高为4m；外立面三角形钢网格与主体结构共同作用形成组合空间结构体系，最高点高度为46.88m，总用钢量约14000t。结构安全等级为一级，抗震设防类别为重点设防类（乙类）。由于主体结构北侧地下部分有地铁线通过，故在地铁上方设置大悬挑桁架结构，其悬挑长度为33米，并托起地上五层主体结构。同时博物馆礼仪广场为44m大跨度复杂空间结构。11本项目为体型复杂大型悬挑结构，结构受力关系复杂，悬挑、大跨等处可能存在较大变形，为了分析结构施工过程变形及受力特点，控制悬挑、大跨及复杂外网格结构的变形，对主体结构进行施工仿真分析2施工胎架布置图1胎架三维布置图本工程胎架包括钢管格构式胎架（主要支撑铸钢件、外

3、立面网格、大跨度钢梁等）、型钢组合胎架、悬挑桁架胎架三种，所有胎架材质为Q345B。(1)钢管格构式胎架：主要支撑钢网格及礼仪广场上部结构，格构式胎架由无缝钢管组成，标准节尺寸为6mx2mx2m，标准节对接组装成支撑胎架，胎架立杆为Φ245x10，横管为Φ146x6，斜杆为Φ102x5，立杆连接钢板为500x500x20的钢板；(2)型钢组合胎架主要支撑铸钢件及西南悬挑结构，型钢胎架采用H型钢，立杆为H488x300x11x18，横杆为H250x250x9x14，斜杆为H250x250x9x14，底座为双拼H588x300x12x20。(3)悬挑桁架胎架主要支撑北部悬挑结构。悬挑桁架胎架立杆采

4、用双腹H型钢，截面采用双H588×300×12×20,连梁采用H300*300*10*15。3结构基本信息3.1分析模型、坐标及方向、单位约定3.1.1分析模型11全过程模拟计算分析软件采用通用有限元分析与设计软件SAP2000v14.1.0。后处理采用自编VBA二次开发工具结合专业计算软件ANSYS。SAP2000模型自原设计MIDAS模型导入，二者总体信息接近，主要分析结果对比如下：表1基本假定：（1）楼板按弹性楼板考虑，楼板等效厚度同原设计。分析参数：（1）考虑几何非线性效应；（2）侧限参数同原设计，地下室部分侧限位于底板，其它部分无侧限。（3）施工仿真分析模型中，胎架按构件实际（设计）

5、形式、截面建模，能够反映胎架实际刚度参数。由于胎架顶端通过仅承担竖向荷载的沙箱与结构底部相连，胎架主要承担竖向荷载，水平方向对结构基本无约束作用。3.1.2坐标、方向约定本文所有坐标及变形数据均采用结构分析所用的标准3D直角坐标系，Z轴竖直向上，X轴正向向北、Y向正向向西，坐标原点位于东南角，同原设计模型。3.2控制节点编号规则说明11为使节点、构件信息表达方便，对全结构控制节点、构件进行编号4施工过程全过程模拟施工全过程模拟预演整个施工过程，分析结构及施工措施的力学特征变化规律，既是对设计过程中结构构件实际内力的重要模拟手段，也是部分施工措施设计的前提条件。4.1施工步骤4.2各步总荷载（总

6、反力）表2表34.3隔震支座变形1）隔震支座在整个施工过程中及正常使用状态下的变形较小，三向最大变形为Uxmax=1.1mm、Uymax=1.9mm、Uzmax=-0.9mm(即最大沉降0.9mm)。2）施工模拟结果与一次性加载分析结果接近，二者均较小。4.4结构控制点变形四周角点均有胎架支撑，其变形为结构较大变形处。1）四角点变形水平分量远小于竖向位移分量，节点变形以竖向位移为主；112）由于四角结构形式、悬挑跨度不同，四角竖向位移量差别较大，东南角挠度最小，悬挑的西南、东北、西北较大，其中悬挑最大的东北角最大，按本文施工步施工，累计最大挠度49.2mm。3）卸载前、后对应的施工阶段分别为2

7、9、44，其间位移差为卸载阶段的卸载位移量，东北、西北、西南、东南角点卸载位移量分别为14.9、4.2、11.4、2.0mm，上述卸载位移量是确定卸载过程分级的重要依据。4）本版分析结果与上版结果总体接近，个别数据有所差异。4.5构件内力构件内力主要对比施工模拟与一次性加载分析结果，考察不同施工过程对结构内力的影响，选取内力较大的东北角悬挑桁架典型桁架下弦杆和桁架支座立柱由于悬挑结构施工时有临时胎