大跨度空間鋼管桁架操作平臺

PAGEPAGE5大跨度空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)平臺[摘要]本文通過工程實例的具體分析，介紹了空間鋼管桁架操作平臺的施工方法，該方法利用了桁架結(jié)構(gòu)中各桿的主要內(nèi)力為軸力，且在桿件的橫截面上分布均勻，桿件的材料能得到充分的利用，具有自重輕、承載大的特點，巧妙地解決了大跨度操作平臺強度、剛度上的設(shè)計難點。[關(guān)鍵詞]大跨度、強度、剛度、空間鋼管桁架嘉茂購物中心·賽罕二期改造項目，原建筑為商業(yè)建筑，現(xiàn)狀西側(cè)為三層，東北部五層。改造后需拆除原東部四層、五層，在西側(cè)原三層屋頂處加建局部四層，該工程1/3軸至5軸與D軸至F軸處為中庭（如圖1所示），此處需在22.56m處設(shè)置屋面（如圖2所示），為保證施工在安全狀態(tài)下正常進行且不影響一至三層商場的正常營業(yè)，需在19.26m處圖1：中庭部位防護兼裝飾操作平臺平面圖（19.26m）圖2：中庭部位防護兼裝飾操作平臺剖面圖由于中庭東西向跨度15.6m，南北向跨度19.76m,屬于大跨度，造成了操作平臺強度及剛度上的設(shè)計難點，為解決這一難題，我們考慮了多套方案，并對各個可行方案進行優(yōu)化，最終決定采用空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)操作平臺。施工方案的確定為了完成大跨度操作平臺的搭設(shè)任務(wù)，我們考慮了三個施工方案。方案一：從一層搭設(shè)滿堂腳手架操作平臺，至19.26m；方案二：以工字鋼為主龍骨，橫跨15.6m@1000，φ48×3.5鋼管@1000為次龍骨，搭設(shè)操作平臺；方案三：以鋼管桁架結(jié)構(gòu)為主梁，橫跨15.6m@1000，φ48×3.5鋼管@1000為次梁經(jīng)分析，方案一需搭設(shè)落地式扣件鋼管腳手架，工程量大，施工周期長，且影響下層正常營業(yè)；方案二則以工字Vmax=5ql4/384EI=5×3326.08N/m×(1m)4/384×206000N/mm2×121900mm4=1.7mm<[V]=l/150=6.7mm抗彎剛度滿足要求其中：[V]=l/150=6.7mm為鋼管允許撓度值3、主梁驗算已知：φ108×3.5鋼管自重90.2N/m，截面積A=1148mm2，截面慣性矩I=1569436mm4，彈性模量E=206000N/mm2圖5：主梁計算簡圖（KN）荷載計算桁架自重（折算為集中荷載）：4×1m×90.2N/m+（2×0.7m+2×1.2m+2×1m）×38.4N/m=584a、19-30各節(jié)點由次梁傳來恒載標準值：400N/m2×1m×1m+38.4N/m×1m=438.4N19-30各節(jié)點由次梁傳來活載標準值：2000N/m2×1m×1m=2000N19-30各節(jié)點集中荷載設(shè)計值：1.2×(438.4N+584N)+1.4×2000N=4026.88N單片桁架19-30各節(jié)點集中荷載設(shè)計值：4026.88N/2=2013.44Nb、18、31節(jié)點由次梁傳來恒載標準值：400N/m2×1.15m×1m+38.4N/m×1m=498.4N18、31節(jié)點由次梁傳來活載標準值：2000N/m2×1.15m×1m=2300N18、31節(jié)點集中荷載設(shè)計值：1.2×(498.4N+584N)+1.4×2300N=4518.88N單片桁架18、31節(jié)點集中荷載設(shè)計值：4518.88N/2=2259.44Nc、17、32節(jié)點由次梁傳來恒載標準值：400N/m2×0.65m×1m+38.4N/m×1m=298.4N17、32節(jié)點由次梁傳來活載標準值：2000N/m2×0.65m×1m=1300N17、32節(jié)點集中荷載設(shè)計值：1.2×(298.4N+584N)+1.4×1300N=2878.88N單片桁架17、32節(jié)點集中荷載設(shè)計值：2878.88N/2=1439.44N（2）強度及剛度驗算本計算過程采用由清華大學(xué)土木系研究開發(fā)的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進行輔助計算。a、各桿件軸力計算結(jié)果，如圖6所示圖6：桁架桿件軸力圖（KN）由圖可知：δmax=FN/A=86560N/1148mm2=75N/mm2<[N/mm2強度滿足要求。b、桿件最大位移發(fā)生在跨中部位（單元8），如圖7所示圖7：位移計算結(jié)果（m）由圖可知：Vmax=0.029m剛度滿足要求通過以上分析、計算可知，采用空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)搭設(shè)平臺，能夠滿足強度、剛度及穩(wěn)定性要求?？臻g管桁架平臺搭設(shè)1、在中庭上部鋼結(jié)構(gòu)施工前，原中庭屋面上滿鋪壓型鋼板防護，中庭四周設(shè)置1.5m高安全防護欄桿，上掛安全密目網(wǎng)，根部20cm設(shè)置木踢腳板。2、待19.26m處鋼梁施工完畢，在1/3軸至5軸之間安置鋼管桁架，中距1m，與L505、GL501焊接牢固，桁架下掛安全平網(wǎng)，上鋪φ48×3.5腳手鋼管＠1000，與桁架焊接牢固，提高整體穩(wěn)定性，滿鋪53、桁架預(yù)處理：為減小平臺使用過程中桁架的下?lián)献冃危柽m當(dāng)使桁架上、下弦桿起拱約