本发明专利技术涉及一种调整悬挑钢-砼组合楼盖中楼板拉力的方法，属于土木工程的结构工程设计与施工领域。在多层悬挑钢结构中采用悬挑钢桁架作为上部结构转换，在悬挑钢桁架的上弦梁顶和下弦梁顶均设有现浇混凝土楼板，混凝土楼板与悬挑钢桁架共同受力形成悬挑钢-砼组合楼盖中，通过调整临时支撑卸载与现浇楼板浇注时机，能使结构内力重新调整，使悬挑桁架与楼板的内力在卸载过程中重新分配，有效解决楼盖上弦楼板拉力过大的问题，能取得很好的效果，特别在多层悬挑钢结构的设计施工过程中应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程的结构工程设计及施工领域，特别涉及一种多层悬挑钢结构中的悬挑钢-砼-组合楼盖的设计与施工方法。多层悬挑钢结构指具备两层以上悬挑结构层，并且悬挑结构层具有承载功能的钢结构体系。悬挑钢-砼组合楼盖指多层悬挑钢桁架结构的上弦梁顶与下弦梁顶均有现浇混凝土楼板，混凝土楼板与钢桁架共同受力，形成整体组合结构。
技术介绍
目前，城市用地越来越紧张，城市地面空间越来越拥挤。为了满足人们地面活动，提供充足的地面空间，建筑设计越来越注重下部空间开敞，使部分建筑不落地。此时为了保证建筑选型的需求，采用悬挑钢结构体系。多层悬挑结构一般采用悬挑钢桁架作为上部结构转换。对于多层和高层悬挑钢结构体系，由于结构自重大且悬挑结构上部托起多层楼面，且一般桁架上弦和下弦楼面，特别是上弦楼面具有使用功能。悬挑桁架上弦楼板和下弦楼板在竖向荷载作用下分别受拉和受压。混凝土材料抗压强度高，下弦楼板与桁架下弦杆件的抗压承载力相当；混凝土材料抗压强度低，不合理的设计及楼板浇筑顺序可能造成上弦楼板在使用过程中拉裂。常规设计方法(常规设计方法不考虑结构的施工过程，采用一次性加载的设计方法)为满足楼板不被拉裂而一味加大楼板配筋，造成很大的浪费。楼板刚度对主体结构力学性能会产生很大影响，增大楼板配筋使楼板承受更多的结构作用，一旦楼板拉裂可能影响结构整体安全。对具有上述特征的悬挑钢-砼组合楼盖进行设计时如何有效的减少上弦楼板的拉力，达到安全、经济、美观、适用的统一，同时具有安全可靠的施工安装可行性是问题的关键。
技术实现思路
本专利技术针对现有悬挑钢结构设计施工过程中的不足，提供了一种适用的设计与施工相结合的方法，有效的解决了悬挑钢结构上弦楼板的拉力问题，并在某多层悬挑钢结构工程的设计与施工过程中得到应用与验证，可广泛应用于多层悬挑钢结构的设计与施工。针对上述问题，本专利技术采取如下技术方案。，具体包括以下步骤 (I)完成结构设计。(2)对完成的设计进行施工仿真分析，明确临时支撑卸载量及卸载步骤。(3)比较分析临时支撑卸载与上下弦楼板浇筑的可行性方案，得到最优的施工方案，明确上下弦楼板的浇筑时机。 (4)根据分析结果调整上下弦楼板的配筋。(5)施工主体结构，安装临时支撑结构。(6)根据(3)的分析结果实施卸载及楼板浇筑，同时对结构卸载及浇筑过程进行监测。本专利技术主要应用于多层悬挑钢结构，多层悬挑钢结构一般采用悬挑桁架作为上部结构转换，其上下弦杆处均有混凝土楼层板。常规设计方案是加大上弦楼板的抗拉钢筋，由于楼板拉力未释放，上弦楼板一直处于受拉状态，由于温度和混凝土徐变等因素，极易造成上弦楼板拉裂，造成结构整体刚度变化，影响建筑使用和结构安全。通过改变上弦楼板、下弦处楼板刚度形成的顺序及钢结构临时支撑的卸载步骤之间的关系，使桁架的内力趋于合理，从而确定楼板的最佳浇筑时机，减少上弦楼板的拉力。本专利技术为设计与施工相结合的方法，步骤(I)结构设计。步骤(2)采用有限元软件对施工过程进行施工阶段的仿真分析，确定临时支撑的卸载量及卸载步骤。临时支撑的卸载可根据实际情况进行等比或等量卸载，等比卸载即时所有临时支撑每步按比例进行卸 载，不同刚度桁架对应支撑卸载梁不同，最后临时支撑同时退出工作；等量卸载为不考虑支撑的卸载量的不同，每步卸载一致，临时支撑退出工作有先有后。步骤(3)列出若干可行的临时支撑卸载步与后装杆件安装方案，采用有限元软件进行对不同方案进行仿真分析，对分析结果从如下几个方面进行对比悬挑端部位移，桁架构件内力、楼板内力，综合考虑以上三个方面，在满足安全、经济、使用要求的前提下确定最优的临时支撑卸载及楼板浇筑时机。根据施工仿真分析的结果对构件安全性进行复核。步骤(4)对楼板钢筋进行设计调整。步骤(5)安装临时支撑，施工主体结构。步骤(6)按照步骤(3)的分析结果进行临时支撑的卸载及楼板的浇筑。对卸载过程中悬挑桁架的主要腹杆、弦杆,柱的应力，悬挑桁架端部的位移进行监测，记录卸载及后装杆件安装过程中的所有阶段的数据。有益效果 首先对常规设计无法满足设计要求的结构通过施工阶段的调整减少关键构件的内力，达到了采用施工方法解决设计问题的一种方法。通过调整混凝土板浇注时机，减少上弦楼板的拉力，增大下弦楼板的压力，充分发挥混凝土材料的性能。通过调整上弦楼板的拉力，减少了上层楼板的配筋，减少了工程成本，具有较好的经济效益。本专利技术使混凝土板在结构完成前就释放大部分的拉力，使混凝土在使用过程中不易开裂，保证结构在使用阶段的安全性及美观性。施工过程中对结构变形、构件应力进行了全过程监测，获得了结构实际变形和受力情况。在保证施工安全性的同时，对实测值与仿真分析结果进行了对比，验证了本专利技术的可行性。附图说明图I是本专利技术涉及的悬挑钢结构建筑平面图及施工采用的临时支撑的布置图。图2是本专利技术悬挑桁架A的立面及施工采用临时支撑的示意图，即是图I中的A-A剖面图3是本专利技术悬挑桁架B的立面及施工采用临时支撑的示意图，即是图I中的B-B剖面 图4是本专利技术悬挑桁架A的立面及施工采用临时支撑的示意图，即是图I中的C-C剖面 图5是本专利技术的流程图 附图标记 I为悬挑桁架A的临时支撑的卸载装置； 2为悬挑桁架B的临时支撑的卸载装置； 3为悬挑桁架C的临时支撑的卸载装置； 4为悬挑桁架上弦楼层楼板； 5为悬挑桁架下弦楼层楼板； 6为专利技术中的祐1架临时支撑。具体实施例方式 以某中心多层悬挑钢结构为例，对本专利技术调整悬挑钢-砼组合楼盖中楼板拉力的方法进行详细说明。(I)本专利技术所涉及的工程实例共有3种类型的悬挑桁架共20榀，其中桁架A共8榀，桁架B共8榀，桁架C共4榀。各桁架悬挑长度不同，其中桁架A悬挑长度15. 8m,桁架B悬挑长度23. 6m,桁架C悬挑长度43. 2m,桁架A、B、C的悬挑根部高度均为6. 5m。所有桁架上弦在同一平面上，桁架上弦梁顶楼板厚度150mm。桁架下弦不在同一标高，桁架之间形成斜面，设计成斜楼板，楼板厚度150mm。(2)对工程实例进行施工仿真分析，三类不同的临时支撑卸载装置1、2、3进行同比卸载，卸载分4步进行。卸载装置I、卸载装置2、卸载装置3 (包括与其对称的部位)每步的卸载量分别为6. 5mm>8mm和12mm。(3)对上下楼板的浇注时机与临时支撑卸的可行性方案进行仿真分析，对进行排列组合，共有25种组合。为简化计算，确定下层楼板先浇注，上层楼板后浇注。首先确定下弦楼板5的浇注时机，然后确定上弦楼板4的浇注时机。对于下弦楼板5的浇注，有如下5个方案 方案a :卸载前浇注下弦楼板5 ； 方案b :—步卸载后浇注下弦楼板5 ； 方案c :两步卸载后浇注下弦楼板5， 方案d :三步卸载后浇注下弦楼板5 ； 方案e :完全卸载后浇注下弦楼板5。对以上方案进行仿真分析，主要结果如下 随着下弦楼板5浇注时机的延后，桁架C端部的竖向位移逐渐增加。5个方案中桁架C端部竖向位移比为I :1. 20 :1. 20 :1. 22 :2. 16 :2. 170。从结构变形性能控制方面考虑方案a最优。随着下弦楼板5浇注时机的延后，下弦楼板5的压力逐步减小，由于混凝土本身的抗压强度有较大富余度，因此可不考虑其有利影响。随着下弦楼板5浇注时机的延后，桁架本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种调整悬挑钢-砼组合楼盖中楼板拉力的方法，具体包括以下步骤 步骤(I)完成结构设计； 步骤(2)对完成的设计进行施工仿真分析，明确临时支撑卸载量及卸载步骤； 步骤(3)比较分析临时支撑卸载与上下弦楼板浇筑的可行性方案，得到最优的施工方案，明确上下弦楼板的浇筑时机； 步骤(4)根据分析结果调整上下弦楼板的配筋； 步骤(5)施工主体结构，安装临时支撑结构； 步骤(6)根据步骤(3)的分析结果实施卸载及楼板浇筑，同时对结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明珠，张曼生，王树，黄季阳，葛家琪，
申请(专利权)人：中国航空规划建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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