大跨度装配式组合夹层板结构施工工艺开发与应用

摘要

大跨度钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖是一种适用于大跨度公用建筑、工业建筑以及民用建筑等的板系空间结构。该结构体系主要由U型钢板组合下肋、混凝土剪力键、混凝土上肋和混凝土楼板组成，可采用两两正交或两两斜交的双层肋梁组成交叉肋，由交叉点处的剪力键将上、下肋梁连接，共同组成一个空间结构。该结构具有安全性、舒适性、经济性及合理性。因此，为了更加广泛的推行该结构体系，航天建设集团技术中心与马克俭院士共同研究，将该结构体系进行装配化并推广应用。本文主要是通过BIM技术的辅助对该结构在装配式施工阶段标准化的研究。
　　本文对整个空腹夹层板结构体系建立了标准化的信息管理体制，并在设计的试件中得到应用。论文给出了BIM标准化构件的定义，以标准化构件为基础创建预制构件库。研究了夹层板结构体系预制构件的分类，创建了构件信息编码方法，以此对构件库进行规范化管理。
　　本文根据实用计算方法设计了30m×26m的组合夹层板试件，并将该试件根据规范性的原则拆分为两种规格的预制构件，一种尺寸为4900mm×1700mm，另一种尺寸为7500mm×1700mm，共34块预制构件，统一归并后得到16块不同预制构件，以此设计了该结构预制构件的组合模具，已通过课题参与各方论证。另外，对于构件的制作、模拟预拼装、运输及现场施工，都做了详细的规范，可作为该结构施工推广的重要参考。
　　为了进一步实现标准化施工，本文设计并优化了适合该结构的临时支撑架，并通过SAP2000进行了初始缺陷的模拟，验证了该架体满足施工安全的要求。并通过试件进行施工过程分析以及卸载过程分析，得到了施工过程结构的竖向位移和各构件的内力分布规律，验证了临时支撑架的搭设位置合理及卸载方案合理的结论。另外，还进行了试件的吊装模拟，得到了吊装该构件采用机械规格以及使用吊钩的的直径和锚固长度，完善了该结构体系的施工标准化。

目录

声明

摘要

1．1 BIM技术国内外应用现状

1．1．1 BIM技术国外应用现状

1．1．2 BIM技术国内应用现状

1．2大跨钢-混凝土组合空腹夹层板发展与应用现状

1．2．1钢筋混凝土空腹夹层板楼盖结构

1．2．2钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖结构

1．3本文研究的意义

1．4本文研究的主要内容

第2章BIM技术与空腹夹层板的相关理论及研究

2．1 BIM技术概述

2．1．1 BIM技术的概念

2．1．2 BIM技术在施工中的特点

2．1．3 BIM技术在施工中的标准

2．2 BIM软件在施工中应用研究

2．2．1 BIM建模软件

2．2．2碰撞检查软件

2．2．3模板脚手架设计软件

2．3空腹夹层板基本构造

2．3．1空腹夹层板基本尺寸

2．3．2空腹夹层板基本构造

2．3．3空腹夹层板实用计算方法

2．4．1装配式空腹夹层板施工方法

2．4．2空腹夹层板支撑条件

2．5装配式空腹夹层板施工与BIM的关系

2．6本章小结

第3章空腹夹层板预制构件信息标准化管理研究

3．1创建夹层板预制构件库

3．2夹层板预制构件信息分类与选择

3．3夹层板预制构件信息编码的创建

3．4．1构件的制作(Revit族／体量)

3．4．2审核入库

3．4．3构件库管理

3．5拟创建夹层板构件查询平台

3．6本章小结

第4章装配式空腹夹层板施工过程标准化研究

4．1研究对象概况

4．2．1上、下肋斜截面承载力计算

4．2．2上、下肋正截面承载力计算及配筋

4．2．3剪力键计算及配筋

4．3构件厂生产

4．3．1构件编码

4．3．2构件模具设计

4．3．3构件制作

4．4构件单元模拟预拼装

4．5构件运输

4．6构件现场施工拼装

4．6．1施工前准备

4．6．2现场施工安装模拟

4．7本章小结

第5章装配式空腹夹层板临时支撑施工过程模拟研究

5．1临时支撑方案设计与优化

5．1．1临时支撑架设计思路

5．1．2临时支撑架优化设计

5．1．3临时支撑架考虑初始缺陷

5．2．1施工过程模拟分析

5．2．2施工过程吊装模拟分析

5．3临时支撑卸载方案研究

5．4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果

致谢