【正文】 構(gòu) 件 號(hào)應(yīng)力比應(yīng)力比柱狀圖 (單位：Pa)桁架最大應(yīng)力比為 ,滿(mǎn)足（滿(mǎn)足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB 50017－2022） 條）要求。5．臨時(shí)措施設(shè)計(jì)．高空支撐架設(shè)計(jì)．支撐架布置根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工方案，主桁架吊裝時(shí)需要在端部設(shè)置臨時(shí)支撐架，支撐架頂部在主桁架下弦端部節(jié)點(diǎn)上，設(shè)有操作平臺(tái)、支撐胎架、微調(diào)用千斤頂，除 7 個(gè)支撐架在體育場(chǎng)外側(cè)，其余支撐架底部均落在二層看臺(tái)位置，標(biāo)高約為 。支撐架布置圖如下： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 34 支撐架布置圖支撐架總數(shù)量為 49 個(gè)，根據(jù)各個(gè)位置的樓板面標(biāo)高及桁架標(biāo)高，經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到各個(gè)支撐架的理論長(zhǎng)度如下表：支撐架編號(hào) 數(shù)量△(支撐架高度） 支撐架編號(hào) 數(shù)量△(支撐架高度）A1 1 E1 1 A2 2 E2 2 A3 2 E3 2 A4 2 E4 2 A5 2 E5 2 B1 1 F1 1 B2 1 F2 1 B3 1 F3 1 B4 1 F4 1 B5 1 F5 1 B6 1 G1 1 C1 1 G2 1 C2 1 G3 1 C3 1 H1 1 C4 1 H2 1 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 35 C5 1 H3 1 D1 1 H4 1 D2 1 H5 1 D3 1 H6 1 D4 1 H7 1 D5 1 由上表可以看出，共需支撐架 49 個(gè)。其中高度在 20m30m 間的 10 個(gè)，30m40m 間的 39 個(gè)，合計(jì)長(zhǎng)度約 1650 米。單個(gè)支撐架最大長(zhǎng)度近 41m，支撐架在安裝、使用過(guò)程中，4 個(gè)方向必須拉設(shè)攬風(fēng)繩，攬風(fēng)繩與地錨固定；對(duì)于高度大于 30m 的支撐架，在節(jié)間和頂部分別拉設(shè)一道攬風(fēng)繩，確保臨時(shí)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。由于土建已經(jīng)施工完看臺(tái)層，為避免對(duì)已有結(jié)構(gòu)造成破壞，支撐架地面設(shè)轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁搭接在混凝土梁上，不與樓板接觸。通過(guò)轉(zhuǎn)換鋼梁可將上部荷載直接傳遞至混凝土梁。轉(zhuǎn)換梁與混凝土梁間通過(guò)膨脹螺栓連接，膨脹螺栓的抗拔力需經(jīng)驗(yàn)算滿(mǎn)足要求后方能使用。支撐架底部轉(zhuǎn)換鋼梁設(shè)計(jì)示意圖．支撐架設(shè)計(jì)．支撐架截面，斷面為 四肢格構(gòu)式柱組成，塔架主肢選用 L110X8，橫綴條選用 L63x5，斜綴條選用 L63x5，塔架高度最高為 40 米。，在每組支撐塔架上設(shè)計(jì)一道纜風(fēng)，用于抵抗水平風(fēng)荷載的作用。纜風(fēng)下端拉結(jié)于已埋設(shè)的基礎(chǔ)上，塔架底部與轉(zhuǎn)換梁焊接連接。 支撐塔架截面形式： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 36 支撐架的立、平面形式圖．設(shè)計(jì)荷載a、豎向荷載支撐塔架的豎向荷載由施工過(guò)程分析中計(jì)算得到：即在塔架布置位置設(shè)置豎向約束，求得的最大豎向荷載為 85KN。b、 水平荷載 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值河南地區(qū) 10 年重現(xiàn)期 ， ??上式取自《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009_2022 條。取 B 類(lèi)地貌。風(fēng)荷載計(jì)算： 2 22=*()*(7*1+)=???m?， .9nx?.6s??風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù) ，14*08?*(0134).07T???結(jié)構(gòu)脈動(dòng)增大系數(shù) ，?8v 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 37 風(fēng)振系數(shù)： zz z??????????塔架的風(fēng)荷載如下表所示：Z（H） Z/H ΦZ μz βz μs ωk(kN/m 2) ωk*l(kN/m) 　 　 　 　 　 　 c、分析工況設(shè)置由于結(jié)構(gòu)有攬風(fēng)及索結(jié)構(gòu)設(shè)置，所以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線(xiàn)性分析計(jì)算，拉索直徑為 18mm，施加預(yù)緊力，初始條件為零預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，之后分析以索施加預(yù)緊力為初始條件。風(fēng)荷載高度取值從 5m45m，為支撐架的實(shí)際位置。對(duì)結(jié)構(gòu)分析工況進(jìn)行如下設(shè)置：ACASE 1：+* WxACASE 2：+ACASE 3：+ Wx ACASE 4：+C1：Envelope { ACASE 1, ACASE 2, ACASE 3}．支撐塔架計(jì)算結(jié)果本計(jì)算運(yùn)用通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件 SAP2022（）對(duì)支撐架進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。支撐胎架計(jì)算模型及約束情況如下所示： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 38 支撐架計(jì)算模型及約束 支撐架計(jì)算荷載（靜載） 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 39 支撐架計(jì)算荷載（風(fēng)載） 索預(yù)拉力經(jīng)軟件分析，得到計(jì)算結(jié)果如下：構(gòu)件應(yīng)力 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 40 支撐架應(yīng)力比圖構(gòu) 件 應(yīng) 力 比0TABLE: 17 47 421 435 450 464 478 492 506 520 534 548 562 576 590 648 662 676 690 704 718 732 746構(gòu) 件 號(hào)應(yīng)力比 支撐架應(yīng)力比柱狀圖由應(yīng)力比分布圖知，所有構(gòu)件應(yīng)力比均在 以下，滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500172022 要求。結(jié)構(gòu)位移 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 41 支撐架頂部節(jié)點(diǎn)最大位移（荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下）桿件水平位移 57mm 40000/400=100mm,滿(mǎn)足《 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 》 GB500172022 附 錄 要求。支座反力 支座反力示意圖、結(jié)論 由上述分析可以看出，我們?cè)O(shè)計(jì)的 1500*1500 的格構(gòu)式支撐架可以滿(mǎn)足施工 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 42 過(guò)程中最不利條件下的使用要求，可保證結(jié)構(gòu)施工安全。．底座轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)．轉(zhuǎn)換梁布置由于土建已經(jīng)施工完看臺(tái)層，為避免對(duì)已有結(jié)構(gòu)造成破壞，支撐架地面設(shè)轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁搭接在混凝土梁上，不與樓板接觸。通過(guò)轉(zhuǎn)換鋼梁可將上部荷載直接傳遞至混凝土梁。轉(zhuǎn)換梁與混凝土梁間通過(guò)膨脹螺栓連接，膨脹螺栓的抗拔力需經(jīng)驗(yàn)算滿(mǎn)足要求后方能使用。轉(zhuǎn)換梁布置圖如下示意：支撐架底部轉(zhuǎn)換梁平面布置圖 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 43 轉(zhuǎn)換梁立面圖（AA 剖）．轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)根據(jù)上節(jié)計(jì)算得到的臨時(shí)高空支撐架底座節(jié)點(diǎn)反力可以看出，單根轉(zhuǎn)換梁上可能承受的最大豎向荷載值約為 33OKN，該值作為轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)荷載。轉(zhuǎn)換梁選擇截面為 H500*300*10*12 的焊接 H 型鋼，材質(zhì)為 Q235B，單根長(zhǎng)度為 。計(jì)算過(guò)程如下：計(jì)算時(shí)偏安全的將上部荷載簡(jiǎn)化為集中力施加在鋼梁跨中。a、設(shè)計(jì)資料在活載作用下的計(jì)算模型如下：荷載作用示意圖b、受彎強(qiáng)度驗(yàn)算最不利工況為：+最不利截面位于第 1 個(gè)分段離開(kāi)首端 1950mm 處 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 44 繞 3 軸彎矩：M3= m計(jì)算 γ：γ2=，γ3=驗(yàn)算強(qiáng)度：σ1=σ2=10 3=σ3=σ4==()/10 3=≤215，合格！c、 2 軸受剪強(qiáng)度驗(yàn)算最不利工況為：+最不利截面位于第 1 個(gè)分段尾端剪力：V= τ=10=≤125，合格！d、整穩(wěn)驗(yàn)算最不利工況為：+區(qū)段內(nèi)最大內(nèi)力為：繞 3 軸彎矩：M3= m計(jì)算 φx： 雙軸對(duì)稱(chēng)截面：ηb=0等截面工字形簡(jiǎn)支梁 βb 計(jì)算：受壓翼緣無(wú)支撐長(zhǎng)度：l1=3900mm受壓翼緣寬度：b1=300mm受壓翼緣厚度：t1=tf=12mmξ=( l1*t1)/(b1*h)=(390012)/(300500)=跨中無(wú)側(cè)向支承，集中荷載作用在上翼緣ξ=，βb=+=φb=βb*(4320/λy 2)*(A*h/Wx)*{[1+(λy*t1) 2/(*h)2]+ηb}*(235/ fy)=(4320/)(11960500/){[1+(12)2/(500)2]+0}(235/235)=φb： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 45 φb 39。=取 φb=φb 39。=計(jì)算 γ：截面塑性發(fā)展系數(shù)γ2=，γ3=驗(yàn)算整穩(wěn)： φb=； γy=σ1=σ2=(1*)/1000=σ3=σ4=(1*)/1000=≤215，合格！e、結(jié)論由上述分析可以看出，我們選擇的 H500*300*10*12 的 H 型鋼梁作為轉(zhuǎn)換梁可以承受上部荷載，可將荷載直接傳遞至混凝土梁及基礎(chǔ)，不會(huì)對(duì)樓板結(jié)構(gòu)造成破壞。6．桁架地面拼裝．拼裝胎架設(shè)計(jì)針對(duì) 61 榀主桁架（長(zhǎng)度在 30m 以?xún)?nèi)的 17 榀， ）設(shè)計(jì)地面拼裝胎架， 鑒于本工程中構(gòu)件形式較多，直段主桁架、弧形主桁架各設(shè)置專(zhuān)用的拼裝胎架。拼裝胎架設(shè)計(jì)原則如下：（1）拼裝胎架采用統(tǒng)一設(shè)計(jì)，盡量互換使用；（2）桁架采取在經(jīng)過(guò)硬化處理的拼裝場(chǎng)地進(jìn)行拼裝；。（3）桁架拼裝以吊裝單元為整體，根據(jù)吊裝單元靈活布置拼裝胎架；（4）支撐胎架設(shè)置應(yīng)避開(kāi)節(jié)點(diǎn)位置，方便拼裝的同時(shí)，滿(mǎn)足焊工的施焊空間；（5）拼裝胎架要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，桿件規(guī)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇，保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且必須保證胎架上口水平度177。1mm，另外為了便于桁架的起吊，胎架定位塊的位置須避免與桁架起吊時(shí)碰撞； （6）為保證立柱的穩(wěn)定性，立柱間增設(shè) 10槽鋼連接，使整個(gè)拼裝胎架形成牢固的整體。根據(jù)以上原則，設(shè)計(jì)典型拼裝胎架圖如下： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 46 倒三角形桁架拼裝胎架示意圖．典型吊裝單元拼裝工藝流程主桁架拼裝流程如下：流程一：搭設(shè)拼裝胎架，放地樣，并復(fù)核地樣 流程二： 吊裝桁架上下弦桿 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 47 流程三：拼裝桁架腹桿流程四： 從一端往另一端拼裝流程五：完成桿件拼裝 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 48 流程六： 復(fù)核桁架的總體尺寸，檢查無(wú)誤后焊接；．拼裝精度保證措施為保證現(xiàn)場(chǎng)拼裝精度，需保證以下措施：⑴胎架下部地面必須平整壓實(shí)，胎架間通過(guò)型鋼聯(lián)系成整體，拼裝胎架制作后進(jìn)行檢驗(yàn)，必須滿(mǎn)足強(qiáng)度和安全要求。⑵做好胎架安裝前、安裝中和安裝后的測(cè)量放線(xiàn)以及復(fù)測(cè)工作；⑶在胎架上作構(gòu)件的基準(zhǔn)線(xiàn)和中心線(xiàn)，裝配必要的定位支撐。然后將需組裝的構(gòu)件吊裝在胎架上，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后點(diǎn)焊固定。⑷構(gòu)件調(diào)整后，須記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)并備案。如沒(méi)及時(shí)進(jìn)行焊接，須對(duì)該現(xiàn)場(chǎng)做好保護(hù)工作。即不允許大型機(jī)械設(shè)備、車(chē)輛在平臺(tái)附近行走，不允許任何對(duì)構(gòu)件下的墊板、千斤頂?shù)淖矒?。⑸焊接時(shí)盡可能采取對(duì)稱(chēng)焊接，同時(shí)，焊接量大的部位應(yīng)先焊接，以減少焊接收縮對(duì)拼裝精度的影響。⑹焊工按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《焊工技術(shù)考試規(guī)程》JG/T5088296 的規(guī)定，經(jīng)過(guò)考試并取得合格證后，方可持證上崗從事焊接工作，合格證必須注明施焊條件、有效期限。焊工停焊時(shí)間超過(guò)六個(gè)月，需重新參加考核。焊工資質(zhì)等級(jí)應(yīng)與焊縫質(zhì)量等級(jí)相對(duì)應(yīng)，不允許低資質(zhì)焊工施焊高等級(jí)焊縫，重要節(jié)點(diǎn)處要敲焊工鋼印。⑺雨雪天氣時(shí)，不在露天焊接，焊接區(qū)域表面潮濕時(shí)，必須用氧乙炔焰烘干或用壓縮空氣吹干。風(fēng)力超過(guò) 8m/s 時(shí)，采取防風(fēng)措施。最低施焊溫度按 JGJ812022 標(biāo)準(zhǔn)確定，低于最低施焊溫度時(shí)，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱。⑻桁架拼裝的允許偏差： 南陽(yáng)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)及屋面工程 49 桁架拼裝的允許偏差（mm）構(gòu)件類(lèi)型 項(xiàng)目 允許偏差 檢驗(yàn)方法預(yù)拼裝單元總長(zhǎng) 177。 用鋼尺檢查接口截面錯(cuò)位 用焊縫量規(guī)檢查設(shè)計(jì)要求起拱 177。l/5000拱度設(shè)計(jì)未要求起拱 l/20220用拉線(xiàn)和鋼尺檢查主桁架節(jié)點(diǎn)處桿件軸線(xiàn)錯(cuò)位 畫(huà)線(xiàn)后用鋼尺檢查7．屋蓋的卸載．卸載方案概述根據(jù)南陽(yáng)體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并借鑒類(lèi)似工程施工經(jīng)驗(yàn)，決定對(duì)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋采用分級(jí)同步卸載方式進(jìn)行卸載。并針對(duì)主結(jié)構(gòu)八個(gè)溫度分區(qū)分別進(jìn)行卸載。對(duì)于每個(gè)卸載支撐點(diǎn)，在卸載過(guò)程中除設(shè)置卸載千斤頂外，仍然保留原支撐點(diǎn)，并將原支撐點(diǎn)的高度隨卸載量的逐步下降，逐步降低高度，以使整個(gè)卸載過(guò)程中不出現(xiàn)卸載點(diǎn)完全失去作用的情況，使整個(gè)結(jié)構(gòu)逐步下降，逐漸由支撐架輔助承載轉(zhuǎn)變成由原設(shè)計(jì)斜柱獨(dú)立承載，確保主體結(jié)構(gòu)的安全。．卸載操作步驟根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定選擇分級(jí)同步卸載方式，分級(jí)卸載位移數(shù)量級(jí)為 0％25%50%100%；分 4 步完成整體屋蓋卸載。 卸載過(guò)程中可以根據(jù)卸載量的大小來(lái)完成卸載工作，卸載步驟如下：第一步：編制詳細(xì)的操作手冊(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作工人進(jìn)行安全技術(shù)交底，確保其了解、熟悉卸載過(guò)程操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。第二步：統(tǒng)一將千斤頂上升，頂緊鋼牛腿（鋼牛腿與桁架下弦焊接） ，整體頂升 2mm，使屋蓋結(jié)構(gòu)脫離支撐架。第三步：割除支撐架頂部托板，同時(shí)根據(jù)總卸載量墊入厚度不等的鋼墊塊，保留第一次卸載位移的空隙。第四步：千斤頂統(tǒng)一下降，直至與鋼墊塊貼合，檢查結(jié)構(gòu)整體及桿件變形情況。第五步：千斤頂重新頂起，抽出部分墊塊。第六步：依次施工，直至屋蓋與支撐結(jié)構(gòu)完全脫開(kāi)，完成整個(gè)屋蓋的卸載。 南陽(yáng)體育場(chǎng)