大跨度型钢混凝土转换梁施工过程受力性能分析

摘要

型钢混凝土转换梁结构以其良好的力学性能、优越的经济性能、突出的综合效益在大空间结构等方面的应用日益广泛。然而目前对受力复杂且有较大危险性的转换梁施工过程中的力学性能及安全性方面的研究还有待于进一步完善。　　本文以贵阳花果园办公一号楼为例，对其跨度为35.4m、截面为3500mm×1200mm，内设型钢截面为 H3100×700×40×50mm的型钢混凝土转换梁在施工阶段的力学性能进行了分析，并对其施工安全性进行了预警。首先提出了型钢混凝土组合结构及转换梁结构的特点及分析方法，根据施工力学理论及《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）、《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082-97）等相关规范要求的规定，提出了型钢混凝土梁的抗弯强度、抗剪强度、刚度、裂缝宽度的计算方法，并对工程实例的转换梁进行了设计阶段的安全性分析，通过理论分析可知，此梁在设计阶段的安全性是符合设计及规范要求的。　　为了探寻型钢混凝土梁在施工阶段的受力状态，本文对大截面、大跨度的型钢混凝土转换梁分别进行了空间整体有限元分析及平面局部有限元分析，模拟分析转换梁在不同工况下的受力、位移情况。两种不同的分析结果得出了转换梁施工阶段的应力及位移均符合规范及设计要求，表明其施工阶段的受力是安全的，且安全系数较大。根据有限元分析结果，得出了应力控制截面，在跨中靠近直柱侧起拱约100mm，向梁两端的起拱值依次减小，保证了转换梁的施工安全及质量。　　鉴于型钢混凝土转换梁对结构安全性的重要作用及自重与上部荷载巨大，本文对型钢混凝土梁进行了全过程实时监测，监测分析该型钢混凝土转换梁及上部结构施工过程中的受力、变形情况。通过对监测数据的分析、比较和优化，得到了一些关于托柱转换梁的受力机理，以及转换梁在施工期间的受力是安全的，并且安全系数较大。由于高支模及混凝土浇筑等工序施工难度大且危险性较高，本文简单介绍了转换梁施工过程中的型钢吊装、高支模施工、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序的施工工艺，并对危险性较大且对施工质量安全影响较大的型钢支撑及混凝土等工艺进行了安全性分析。　　本文的研究方法及结论为大跨度、大截面型钢混凝土转换梁施工阶段的受力安全性及施工措施提供了理论依据，也为此类结构的设计和施工提供可参考的经验。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 研究的目的和意义

1.3 型钢混凝土转换梁研究现状

1.4 本文的技术路线及主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 型钢混凝土转换梁受力理论分析

2.1 转换梁的主要结构形式及分析方法

2.2 托柱转换梁的受力机理

2.3 型钢混凝土梁的截面计算方法

2.4 施工阶段混凝土结构的分析基本原理

2.5 型钢混凝土梁受力安全性计算实例分析

2.6 本章小结

第三章 型钢混凝土转换梁施工阶段有限元分析

3.1 有限元理论概述

3.2 有限元软件简介

3.3 型钢混凝土梁施工阶段整体有限元分析

3.4 型钢混凝土梁有限元分析

3.5 本章小结

第四章 型钢混凝土转换梁在工程中的应用分析

4.1工程概况及难点

4.2 型钢混凝土梁的吊装及安装

4.3 型钢混凝土转换梁模板工程

4.4 型钢混凝土转换梁钢筋工程

4.5 型钢混凝土转换梁混凝土工程

4.6 本章小结

第五章 型钢混凝土转换梁施工现场监控分析

5.1 施工监控的内容及作用

5.2 型钢混凝土转换梁现场监控

5.3 型钢混凝土转换梁现场监控数据分析

5.4 理论计算、数值模拟及监控数据对比分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

读研期间主要科研成果