湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程臨時(shí)支撐應(yīng)用技術(shù)

湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程臨時(shí)支撐應(yīng)用技術(shù)摘要：湖南廣播電視臺(tái)節(jié)目生產(chǎn)基地及配套設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，受重量、跨度或懸挑影響，需設(shè)置臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助施工，臨時(shí)支撐體系主要分為2種，分別是單管支撐和格構(gòu)式支撐架，主要設(shè)置于美術(shù)館、中央主軸、演播廳F及漂浮辦公室等結(jié)構(gòu)中，本工程的臨時(shí)支撐使用較為典型，可為今后類(lèi)似工程提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：臨時(shí)支撐；湖南廣電；支撐驗(yàn)算1工程背景湖南廣播電視臺(tái)節(jié)目生產(chǎn)基地及配套設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目是一個(gè)集大型演藝活動(dòng)、影視節(jié)目生產(chǎn)、藝術(shù)展覽等功能于一體的現(xiàn)代化節(jié)目生產(chǎn)基地及其配套項(xiàng)目。本工程場(chǎng)地呈東高西低走勢(shì)，場(chǎng)地東西落差約25米。現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地范圍約73240平米，其中地下室占地約42897平米。工程結(jié)構(gòu)沿中央主軸南北兩側(cè)共布置了7個(gè)建筑單體，分別為美術(shù)館、室內(nèi)劇演播廳A、演播廳B、演播廳C、演播廳D/技術(shù)大樓、演播廳E、演播廳F/漂浮辦公室。各單體之間通過(guò)中央主軸相互聯(lián)系形成一個(gè)整體。建筑地下部分為鋼混結(jié)構(gòu)。地上部分除美術(shù)館外從地下室負(fù)一層開(kāi)始以上部分為鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量約36000噸，如圖1所示。圖3漂浮結(jié)構(gòu)施工模擬示意圖鋼結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程中，結(jié)構(gòu)逐步形成體系，主要由胎架和結(jié)構(gòu)桁架及連梁系統(tǒng)共同承擔(dān)荷載作用，與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀態(tài)有著明顯的區(qū)別；同時(shí)，在此過(guò)程中結(jié)構(gòu)的受力、變形與安裝順序息息相關(guān)，故安裝過(guò)程分析可以直接反映提升吊點(diǎn)設(shè)置、胎架設(shè)置、安裝順序是否合理等問(wèn)題。本工程結(jié)構(gòu)采用大型通用有限元軟件Midas/Gen進(jìn)行建模計(jì)算。該軟件具有豐富的單元類(lèi)型，如梁?jiǎn)卧㈣旒軉卧?、?shí)體單元、板（殼）單元等，可以方便、準(zhǔn)確的模擬本工程中的鋼結(jié)構(gòu)柱、梁、桁架、胎架及樓板等構(gòu)件，并能考慮混凝土齡期發(fā)展，其分析過(guò)程能很好的符合實(shí)際結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，如圖3所示。2支撐選型2.1單管支撐選型本工程漂浮辦公室大跨鋼梁和懸挑鋼梁安裝時(shí)需搭設(shè)單管進(jìn)行臨時(shí)支撐。胎架計(jì)算高度為16.35m，胎架采用雙管支撐，截面均為4400x10，圓管間每隔2.5m~3m，通過(guò)300mm長(zhǎng)I18工字鋼進(jìn)行連接，4400x10管壁與I18翼緣利用角焊縫連接，間斷焊100@100。胎架下方采用I18工字鋼、L50x4組成底部支撐。胎架頂部設(shè)置兩根I18工字鋼作為轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁與圓管采用單面角焊縫圍焊。支撐胎架應(yīng)采用纜風(fēng)繩與周?chē)Y(jié)構(gòu)或地面進(jìn)行固定，纜風(fēng)繩直徑為15.5mm，與水平面夾角為45~60°。具體構(gòu)造如圖6所示。支撐架底部采用井字型橫梁，橫梁采用HM440X300制作，頂部橫梁采用HM340X250制作，所有鋼材為Q235B材質(zhì)，如圖8所示。3支撐驗(yàn)算3.1單管支撐驗(yàn)算胎架采用的是雙圓管截面，其對(duì)稱(chēng)軸X為弱軸，因此只對(duì)彎矩繞弱軸方向作用的情況進(jìn)行驗(yàn)算。其截面特性為：A1=24504mm2，I1x=4.66x108mm4，W1x=2.33x106mm3，i1x=137.9mm纜風(fēng)繩作為胎架穩(wěn)定的構(gòu)造措施，在胎架驗(yàn)算時(shí)不考慮其影響作用。荷載取值：臨時(shí)支撐主要承受構(gòu)件的自重、風(fēng)荷載；由于吊裝過(guò)程存在諸多不可預(yù)見(jiàn)的不利因素，需對(duì)主要的荷載進(jìn)行工況組合。胎架自重：胎架自重為31.5kN?；詈奢d：胎架頂部所受豎向力按550kN計(jì)算，設(shè)為活載工況。風(fēng)荷載：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)取值，廣州地區(qū)的10年一遇的基本風(fēng)壓為：0.3kN/m2。計(jì)算時(shí)風(fēng)荷載按胎架頂部取值，將其等效為線(xiàn)荷載直接作用在迎風(fēng)面的豎桿上。根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50135-2006)得：風(fēng)振系數(shù)取1.0，高度變化系數(shù)取1.0，體系系數(shù)取2.5；胎架的整體穩(wěn)定性的滿(mǎn)足規(guī)范要求。3.2格構(gòu)式支撐胎架驗(yàn)算1)荷載取值根據(jù)臨時(shí)支撐胎架的下端標(biāo)高及其反力的不同，應(yīng)取豎向反力最大的支撐胎架，及計(jì)算長(zhǎng)度大的支撐胎架進(jìn)行計(jì)算。以下對(duì)計(jì)算長(zhǎng)度大且反力取最大值為例進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)的豎向荷載為43.5kN，考慮胎架頂部偏心受壓(偏心距為100mm)，設(shè)為工況L1。支撐主要承受構(gòu)件部分自重、風(fēng)荷載；由于吊裝過(guò)程存在諸多不可預(yù)見(jiàn)的不利因素，需對(duì)主要的荷載進(jìn)行工況組合。同時(shí)可考慮施工活荷載2kN/m2，設(shè)為工況L2。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）取值，本工程的場(chǎng)地類(lèi)別為C級(jí)，湖南廣電地區(qū)的10年一遇的基本風(fēng)壓為：0.35kN/m2。計(jì)算時(shí)風(fēng)荷載按胎架頂部按標(biāo)高24m取值，將其等效為線(xiàn)荷載直接作用在迎風(fēng)面的豎桿上。根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50135-2006）得：風(fēng)振系數(shù)取2.123，體型系數(shù)取1.9，高度變化系數(shù)取0.74。則風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：；根據(jù)桿件迎風(fēng)面寬度等效轉(zhuǎn)化為單根立柱線(xiàn)荷載是：，設(shè)為工況W。2）荷載組合按0.9x（1.2D+1.4（L1+L2）+1.4W）（其中0.9為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)）注：D為胎架自重。支撐胎架最大豎向位移為-2.16mm，最大側(cè)向位移為-16.55mm，桿件的應(yīng)力比大部分小于0.5,最大應(yīng)力比為0.79小于0.8，故胎架強(qiáng)度、剛度滿(mǎn)足規(guī)范要求。（3）胎架穩(wěn)定性驗(yàn)算支撐胎架高度為：24m，計(jì)算高度為24x2=48m。支撐胎架所承受荷載包括有上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的豎向集中力47.5kN，施工活載8kN，支撐架自重30.36kN；考慮其設(shè)計(jì)荷載N=1.2x30.36+1.4x（47.5+8）=108.52kN。故支撐胎架整體穩(wěn)定性滿(mǎn)足規(guī)范要求。4結(jié)語(yǔ)本文通過(guò)湖南廣電鋼結(jié)構(gòu)工程，系統(tǒng)介紹了其施工臨時(shí)支撐的選用與驗(yàn)算，同時(shí)也較全面地闡述了臨時(shí)支撐的構(gòu)造設(shè)計(jì)及驗(yàn)算方法。本文涉及的施工技術(shù)和方法可為今后類(lèi)似工程提供借鑒和參考。參考文獻(xiàn)：中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50017-2017.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003年.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50661-2011.鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011年.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50205-2001.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京