大型钢结构施工时的温度影响及精度控制.pdf

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1、大型钢结构施工时的温度影响及精度控制TemperatureImpactandPrecisionControlduringLargeSteelStructureConstruction高群山中铁建工集团北方工程有限公司天津300451摘要：温度影响及精度控制是钢结构施工过程中的一项重要内容，特别是随着大型钢结构体系越来越复杂，温度作用逐渐成为影响钢结构精度控制和承载力的重要因素。以京津城际延伸线于家堡站站房工程穹项钢结构为例，通过对钢结构底环梁安装施工过程中的实际研究，阐述了温度对环形钢结构在荷载和定位精度方面的影响，并据此提出了相应的施工措施，对钢结构施工有一定的借鉴作用。

2、关键词：钢结构施工温度影响有限元分析精度控制中图分类号：TU111文献标识码：B文章编号：1004—1001(2013)10—0906—021工程概况全。根据于家堡站房工程穹项钢结构的结构形式，底环梁京津城际延伸线于家堡站站房工程是京津城际高铁的施工精度直接影响了后续钢构件的施工质量与安全，必<延伸线的终点站，位于天津市滨海新区于家堡中心商务区须合理控制温度的影响。的核心位置。该站房工程是国内首批全地下车站工程，地面部分仅为单层网壳穹顶钢结构。穹顶钢结构南北向的2温度影响的研究长度为143m，东西向宽80m，建筑矢高24m，建筑面积利用ANSYS有限元软件对穹顶钢结构的底环

3、梁进行建11000m，总质量约4200t。该网壳结构是分别由36根正模，分别针对3种不同的工况，从理论上分析温度对钢结反方向的大截面螺旋型钢梁相交而成的，通过36个钢支座构的影口向。分析过程中近似认为底环梁约束条件为径向约将荷载传递至下部结构主体。单层网壳钢结构外观上类似束环向释放，各工况温度缝设置如下：／，、-、、／于“贝壳型”(图1)，该结构形式新颖，在国际上尚属首工况一：只有4条合拢缝：一～例。工况二：每3个支座预留1条合拢缝；工况三：不留合拢缝(图2)。、、—-——／图23种不同工况的有限元模型图1于家堡站穹顶钢结构完成后的效果采用ANSYS有限元软件的单元生死功能

4、，将合拢杆件穹顶钢结构底环梁施工过程中正处于7月份，是北方杀死，合拢后再激活，得到了底环梁构件的应力分布。地区一年之中温度最高的季节(白天最高温度达36。c，夜由于在夏季合拢，考虑不利工况为一2O。c温差，以下为间温度在22。c左右)。温度变化对钢结构影响明显，特别各工况分析结果(未考虑上部结构影响)：是对下部36个钢支座的应力影响最为显著。温度变化容易(a)3种工况条件下，ANSYS有限元软件应力云图如造成支座偏移、定位不准，或是由于温度应力过大对支座图3所示。与结构项板连接部位的灌浆料产生剪切破坏，影响结构安¨作凄简介：高群幽；(1登件)i男，硕士'总工程师。iii通讯

5、地址天津市滨海新区福建jb路69号(30o蓬5)誊收藕日期：2013_08_o8i图33种工况条件下底环梁应力云图906I建筑施工第35卷第1o期(b)3种工况条件下，支座反力的计算如表1表3所与组之间在支座固定后，在夜间进行连接固定。最后整体预留4条温度缝，在上部钢结构完成后进行整体合拢。(b)增大支撑架体的承载力和整体稳定性。穹顶钢表14条合拢缝工况下支座反力结构底环梁设置温度缝后，必然在后续钢结构施工过程中节点号反力／kN节点号反力／kN节点号反力／kN节点号反力／kN对整体刚度产生削弱，从而影响施工过程中的安全。故对10Ol1a-0．2440518-5．5816l1

6、—0．24405现有的支撑架体进行加固，增加竖向支撑架体的数量以提10aO081．542915a一0．30877120．4574108a1．542907-3．073409a·0．3033713—0．23624高承载能力，同时增加水平向桁架以提高支撑架体的整体l3a-0．23624061．8359l9l6．82615-0．30877刚度，保证钢结构施工过程中的安全。07a一3．073405lO．22l18a-5．581603a0(C)对底环梁进行遮阳降温。在白天温度较高时，利16a1．604604—14．609-0．3033702a4．399406a1．835904a-14．

7、612a0．45741010用毡布对底环梁进行遮阳处理，并洒水降温。降低因温度17a-4．1571161．604605a10I221024．3994升高引起的底环梁膨胀和伸缩变化，同时降低因底环梁变14a0．03046117-4．1571140．030461030化造成的承载钢支座的变形。(d)支座灌浆固定在夜间进行。为进一步降低因温表2每3个支座预留1条合拢缝度变化产生的应力，避免支座位置的应力集中，穹顶钢支节点号反力／kN节点号反力／kN节点号反力／kN节点号反力／kN座在进行灌浆固定时多在夜间或阴天情况下进行