技术中心技术交流-世博中心钢结构桁架提升 - 副本

1、世博中心钢结构桁架提升,世博中心需要提升的钢结构桁架共31榀（东区43轴2榀采用吊装进行安装），分布在21根轴线上，其中11根轴线为单榀桁架，10根轴线为高低双榀桁架。其中东区（25-42轴11榀，9121）；西区（525轴20榀，9221）单榀桁架最大高度为6.6m，最长为54m，最重为160t。桁架以H型钢为主要构件，分为上下主弦杆及其间连杆。,概 况,位于黄浦江畔浦东一侧的世博中心是2010年中国上海世界博览会园区的首个永久性建筑，是世博会园区的核心建筑之一。,桁架和周围结构（立柱）轴线模型,钢结构桁架建模计算,通过AutoCAD的轴线模型导入到MIDAS中生成桁架结构的有限元模型。设置

2、约束、自重等后进行分析，得到位移、应力和内力等数据。根据计算结果，各榀桁架在自重作用下的强度是符合要求的。,桁架模型,1、钢结构桁架MIDAS建模计算,自重作用下变形图,自重作用下应力图,桁架自重为157tonf 桁架上临时加固斜腹杆件的最大应力为105MPa 其他构件中的最大应力为 -45MPa 桁架上弦最大轴力为 -126tonf，该弦杆上的应力为-14MPa 桁架下弦最大轴力为126tonf，该弦杆上的应力为17MPa,世博中心钢结构桁架由于其本身结构的限制，存在只能进行单榀提升的桁架，且这些桁架跨度较大，将产生桁架平面外，由于刚度不足而引起的变形。 在MIDAS模型计算中，为了计算模型

3、通过，必须在平面外约束住整个模型。这样的约束，就无法了解平面外结构将产生的变化。在模型验算初期，并没有注意到这个问题，之后实际中产生了单榀桁架结构在平面外的变形。因此，认识到需要通过MIDAS模型计算与手工计算长细比结合的方式来验算。 针对这个问题，在单榀桁架的提升过程中，由于桁架上翼缘受压容易出现失稳现象，所以，在上翼缘增加水平桁架以保证其平面外的刚度，防止在提升过程中，出现桁架变形的情况。,2、单榀桁架的平面外稳定性验算,增加水平桁架后的桁架图,3、加固前后桁架长细比比较,加固后，计算长度为49100mm，因此， =105120,加固前，计算长度为54300mm，因此，=607150,4、

4、钢结构桁架加固后MIDAS建模计算,增加了水平桁架之后的钢结构桁架通过MIDAS中的模型计算，桁架本身以及水平桁架都满足强度要求以及稳定性要求，同时，也满足平面外的稳定性要求。,桁架模型,自重作用下变形图,自重作用下应力图,桁架自重为164tonf 主桁架上临时加固斜腹杆的轴力为70tonf，应力为131MPa 其他构件中的最大应力为-50MPa 主桁架上弦最大轴力为-120tonf，该弦杆上的应力为-21MPa 桁架下弦最大轴力为133tonf，该弦杆上的应力为20MPa 水平桁架上构件最大应力为-40MPa,5、两榀桁架共同提升,受整体结构的限制，24轴与25轴桁架必须两榀一起进行提升。虽

5、然整体的提升重量增加了，但是，两榀桁架共同提升增加了提升桁架的平面外刚度，解决了平面外的失稳的问题。而提升重量的增加可以通过增加提升千斤顶来解决。,桁架模型,桁架自重为212tonf 桁架上临时加固斜腹杆的最大轴力为55tonf，最大应力为87MPa 其他构件中的最大应力为32MPa 桁架上弦最大轴力为-109tonf，最大应力为-30MPa 桁架下弦最大轴力为108tonf，最大应力为32MPa,自重作用下变形图,自重作用下应力图,6、周围结构（立柱）的MIDAS建模计算,在进行MIDAS模型分析前，需要先通过之前在桁架模型计算中得到的桁架自重，即提升力，换算得到在周围结构（立柱）上的前支点作用力和后支点作用力，计算简化模型如下图所示：,结构变形图,结构应力图,得到作用在周围结构上的载荷后，就能够在MIDAS模型中分析周围结构受力后的变形与应力情况。由于提升架是放置在周围结构上的，需要确定周围结构是否能够承受这些提升载荷。经过计算，这些周围结构（立柱）均满足强度、稳定性要求。,提升架的设计,提升架主要由横梁、立柱、耳板等组成。提升架分2点支承在永久结构上，前点位于内侧立柱轴线上。后点