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1、钢结构三维仿真技术在某工程中地应用-建筑论文钢结构三维仿真技术在某工程中地应用于存海（山东莱钢建设有限公司山东青岛266071 ）【摘要】随着钢结构工程地广泛应用，传统地二维图纸表达模式难以满足设计、加工和施工技术发展地需要.利用三维技术对钢结构进行实体建模以及后期地详图深化设计，本质上就是实际施工过程地预演.钢结构BIM 模型包含了整个工程地节点、构件、材料等信息，可以自动生成包括构件图、节点图等所有施工详图，同时可以直接导出用钢量、节点用螺栓数等材料清单，使工程造价一目了然 . 关键词工程简况；施工分区；安装过程 1. 工程简况（1）某工程建筑整体为地下5 层，地上裙房5 层，地上主塔楼5
2、6 层，建筑高度 254M ，建成后将是某地地标建筑.总建筑面积 16 万平方 M ，地下建筑面积 52368 平方 M ，地上建筑面积为107690 平方 M （见图 1）. （2）主塔楼采用核心筒钢框架结构体系，钢结构部分主要集中在核心筒剪力墙劲性钢柱和外框钢柱、楼层钢梁，钢结构总用量约为9218t ，其中钢柱3618t ，钢梁 5600t. （3）主塔楼外框钢柱截面形式为圆型钢柱，圆型钢柱从地下五层开始，止于屋顶结构 .柱底标高为 -23.6m ，随着楼层地上升，截面不断变小.圆型钢柱最大截面为 1400 35mm，最小截面为 1000 18mm.精选学习资料 - - - - - - -
3、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页（4）核心筒内劲性钢柱截面形式为H 型钢柱，劲性钢柱从地下五层开始，止于地上十一层 .核心筒劲性钢柱地主要截面为H 400 600 20 30mm.圆管柱制作流程（见图2）. 2. 施工分区（1）钢结构施工分区主要分为A 区，核心筒施工区； B 区，外框筒施工区；裙楼网架施工区和裙房劲性钢柱施工区（施工分区见图3）. （2）流程一：安装一个角部地外框钢管柱2 根；流程二：安装这两根外框钢管柱与核心筒之间连接地主梁和柱间钢梁.流程三：安装柱间钢梁与核心筒之间地次梁，形成局部稳定框架；流程四：继续向两边扩展安装，先安装外框钢管
4、柱，再安装外框钢管柱之间地主梁和次梁；流程五：依照以上顺序继续扩展安装相邻两边地钢柱和钢梁；流程六：重复上述步骤，继续围绕核心筒，同时从两边向最后一边施工 .流程七：安装到核心筒最后一边地标准层，进行最后一边地合拢施工；流程八：安装最后两根钢柱和剩余钢梁，楼层钢梁安装完毕（流程图见图 4）. （3）结构变形协调复杂：混凝土与钢结构应结构差异存在变形不一致地情况 . （4）解决措施：施工前采用计算机结构仿真技术，模拟实际施工工况进行验算，并依据计算结果，采取预调措施（结果分析图见图5）. 3. 安装过程分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -
5、第 2 页，共 5 页 3.1 结构地施工安装过程与结构地最终状态有很大区别，且高层结构具有施工工期长地特点，因此，需要对施工过程进行验算以确保施工过程地安全性与可靠性，并确保施工过程不会对安装完成后地结构产生不利影响. 3.2 根据施工安装过程，结构施工过程中需要进行计算分析地主要内容包括：安装过程中自重变形分析及控制；安装过程中风荷载变形分析及控制；安装过程中温度变形分析及控制. 3.3 本工程总体施工监测方案为从地上5 层开始每隔 5 层设立一监测楼层，在监测楼层集中布设位移、内力、振动、风力及温度传感器，并同时在该楼层设立监测工作站，进行数据收集、处理与分析. 3.4 拴钉与箍筋冲突时
6、处理 . （1）栓钉地竖向位置根据土建地箍筋方案进行调整. （2）栓钉与柱在车间焊接完成后，在预制成型箍筋套箍过程中与栓钉相碰，造成无法套入地情况 . 3.5 分节点区域和非节点区域两种情况进行分析. 节点区域若拴钉与箍筋存在冲突，则采用“7”字型箍筋对焊地形式进行解决，具体步骤如下（安装步骤见图6）：当穿筋孔出现位置偏差和缺失时处理. 十字柱 :翼缘角部增焊连接板，在连接板上焊接钢筋套筒 . 3.6 现场实施具体步骤为（见图7）：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页（1）首段钢柱与柱脚进行对接，钢柱吊升前，焊接好爬梯
7、、操作栏，用红墨水绘制对齐中心线 .钢柱吊升过程缓慢进行 .钢柱初步对接后，通过双夹板和螺栓临时固定 .先观测上段柱四周中心线是否与下段柱对齐，而后通过另外基点采用经纬仪对钢柱进行垂直度及标高地复核，首段钢柱可以设置临时揽风，并通过临时揽风进行垂直度调整（细部详图见图8）. （2）根据以往地施工成功经验，本工程第二节以上钢柱拟采用无缆风校正地施工技术 .钢柱吊升前，焊接好爬梯、操作栏，用红墨水绘制对齐中心线.钢柱吊升过程缓慢进行 .钢柱初步对接后，通过双夹板和螺栓临时固定.先观测上段柱四周中心线是否与下段柱对齐，而后通过另外基点采用经纬仪对钢柱进行垂直度及标高地复核，调整过程中利用钢契块或千斤
8、顶等设备. （3）楼层梁地安装采用常规方法，在安装时首先用螺栓临时固定与外筒构件对应地一侧，然后安装与核心筒墙体地一侧，两侧固定后塔吊松钩，穿上全部螺栓并初拧，吊挂架焊接连接板，焊接后终拧. （4）塔楼每个吊装层地所有钢管柱安装并校正后可进行钢柱地焊接.每层地钢柱整体焊接顺序为钢柱间隔对称施焊，但必须和下一个安装单元地焊接顺序交替出现，即“隔层错位”焊接. 4. 小结运用三维设计仿真软件在计算机上实现各种钢构件、深化设计、加工装配、吊装地多种模拟实验和优化工作，通过大量地可视化虚拟装配及吊装实验和优化，将钢结构制作和施工安装过程可能出现地各种问题充分暴露出来，及时将问题信息反馈给设计院，并通过优化设计，改进钢结构制作和安装施工方案加精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页以解决，从而为后续钢构件地制作和安装工作铺平了道路，减少了因设计盲点及其它因素导致工程返工而引发地不必要地经济损失，保证了施工质量. 文章编号 1006-7619 （2014 ）12-21-889 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页