上海申达大楼天井拆除过程中的仿真分析与监测.pdf

《上海申达大楼天井拆除过程中的仿真分析与监测.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第9期建筑施工BUILDINGC0NSTRUCTIONVO1．33NO．9上海申达大楼天井拆除过程中的仿真分析与监测*SimulationAnalysisandMonitoringinProcessofCourtyardRemovalforShanghaiShendaTower口严再舂高健钱耀辉黎奎奎(上海建工集团股份有限公司技术中心200431)【摘要】为保证上海申达大楼天井拆除过程中大楼结构的安全，采用了有限元方法，对天井结构在荷载转换过程进行了分析。同时，在模拟仿真分析结果的基础上进行实时监测，以保证拆除工程顺利完成。【关键词】天井

2、拆除有限元模拟结构仿真分析实时监测【中图分类号】TU746．3／文献标识码B【文章编号】1004—1001(201l】09—0854—021概述200mm×8mmx12mm，将12工字钢(126mmx74mmx5mm)作为扁担梁沿天井布置，间距约400mm，天井墙体和申达大楼后楼始建于1934年，为优秀历史建筑，保护类钢结构布置如图3所示(黄色为拆除天井，蓝色为新增钢结别为三类(图1)。该房屋结构形式复杂，含有木结构、砌体结构)。砖强度取MU7．5，砂浆强度取H2．5，新增钢材为Q345。构和框架结构等多种结构型式。由于房屋使用功能改变，需在保留

3、原结构五层及外立面的基础上，拆除1层～4层建筑物内的隔墙、地板、桁条、大梁、立柱等设施，将原1层～4层木结构换为钢结构，并拆除l层～4层天井结构。由于拆除天井结构施工难度大，危险性高，为保证结构的安全，我们进行了有限元模拟仿真分析和施工过程结构实时监测。图2天井位置示意图1申达大楼立面本工程天井为砌体结构，位置如图2所示。左侧天井长图3天井及新增钢结构示意和宽分别为7．3m和2．2m，4层天井厚度为220mm和380mm，5层天井厚度为220mm，右侧长边处为永久承重2工程特点及难点墙，不予拆除。沿拆除天井处内外两侧分别设1根工字梁，截(1)由于

4、结构历时久远，结构形式复杂，整个托换过程面为250mmx180mmx6mmx10mm和350mmx需保证5楼的正常使用，所以结构变形控制要求高；上海市科委启明星跟踪计划基金资助．编号：09QH1401200(2)整个天井拆除过程中，荷载转换涉及自身墙体和墙【作者简介1严再春(1979-)，女，硕士，工程师。联系地址：上柱，砌体为非匀质材料，施工难度大，危险性高：海江杨南路1646号(200431)。(3)砌体为非线性材料，且砖柱截面较大，有限元模拟【收稿日期】2011-08—05严再春、高健、钱耀辉、黎奎奎：上海申达大楼天井拆除过程中的仿真分析与

5、监测第9期较困难；(4)上部结构为木结构，屋顶木屋架直接搁置在砖柱墨上，难以准确估计上部结构的荷载值。鬻鋈麓：鋈3计算模型采用有限元分析软件MIDAS／Gen建立施工过程的有限元模型(图4)。3．1建模原则图5天井转换后竖向位移等值线(1)砌体采用板单元模拟，墙柱和钢梁柱采用梁单元模拟：爨(2)墙体基础采用三向铰接；(3)天井处墙柱截面大，在墙柱范围内的扁担梁采用刚-性连接：(4)钢柱基础采用固接，局部钢梁锚固在墙体上，采用刚性连接，木梁与木柱铰接；图6天井转换后应力等值线根据钢结构布置和测点观察情况，我们在天井周边钢结构上布置5个测点，位置如图

6、7所示，其中1号点至4号点为位移测点，5号测点为应力测点，位于钢结构柱上。5个测点的实测值与模拟值对比如图8所示。☆奕测值●模拟值图4整体模型3．2荷载及分项系数取值(1)木梁、木楼面和木屋架按自重计算；测点鳊号(2)因5层为办公楼，已布置基本办公用品，施工过程图7测点布置图8测点实则值与模拟值对比中楼面不上人，故楼面活荷载按均布荷载1kN／m2计算；(3)所有恒荷载和活荷载均转换成线荷载加在木梁上：从图8中可以看到，有限元模拟仿真分析较正确地反映(4)恒荷载和活荷载的分项系数均取1．0。了天井荷载转换时钢结构位移和应力的变形情况，其中l号3．3

7、施工过程分析测点位移相差较大，其原因为：(1)该处荷载估计值与实际情根据天井拆除和荷载转换至新增钢结构的整个施工过况有出入；(2)在有限元模型中，墙体用板单元模拟，板单元程，我们将天井拆除分为3个施工过程：与扁担梁以点对点接触，忽略了墙体厚度的影响。(1)将墙体对应的扁担梁每间隔一个进行荷载转换；5结语(2)将剩余扁担梁进行荷载转换；(3)墙柱荷载转换。本工程通过有限元模拟和现场实时监测，有效地完成了天井拆除过程中承重墙及墙柱的荷载转换，保证了上部结构4计算结果与实测对比安全和整个施工过程的顺利进行，为日后同类工程施工提供(1)计算结果了参考。天

8、井转换后结构位移等值线如图5所示，天井转换后，长边天井墙柱之间的位移最大，为-8．7mm。参考文献天井转换后钢结构应力等值线如图6所示，