曲面鋼桁架卸載過程桿件應力和結構變形監測

葉志誠　（安徽省建筑科學研究設計院，安徽　合肥　230001）

曲面鋼桁架卸載過程桿件應力和結構變形監測

葉志誠（安徽省建筑科學研究設計院，安徽合肥230001）

首先對曲面鋼桁架結構的監控內容進行了簡單的闡述；然后結合該結構特點，詳細介紹了測點的分布，變形監測測點以及應力監測測點；最后通過監測數據分析，得到監控結論。

鋼桁架；施工監控；變形監測；應力監測

1　監測內容

1.1監測范圍

鋼桁架結構關鍵部位在臨時支撐拆除（卸載過程）結構構件應力和變形監測。

1.2監測目的

該工程結構復雜，設計要求高，為保證項目施工質量和安全，保證結構最終完成時的形狀和受力狀態達到建筑和結構設計的預期目的，必須及時掌握結構關鍵部位在施工過程中的應力應變變化，建立嚴格的監控量測制度和有效、暢通的信息反饋、搶險應急機制，將監測數據真實、及時的發送至相關各方，使施工進入動態化管理，并進行施工決策。

1.3監測內容及測點數量

在一般情況下施工監測的內容都是一些對施工安全性和施工成形準確性來說比較重要的關鍵因素。有些特殊的結構構件的傳力途徑不太明確，結構方案造成的結構關鍵部位處的應力與變形則成為施工監測過程中的關鍵性因素。施工過程能及時提供所需的結構內力變化和穩定程度，鋼桁架梁的內力和撓度等，以保證結構安全，提高施工效率。監測內容及測點數量見表1。

監測內容　表1

2　測點布置

2.1應力測點布置

應變計布置于HJ1～HJ4（含對稱位置）下弦內側拐彎部位，共布置8個測點；應變片布置于HJ1～HJ12（含對稱位置）的下弦內側桿件應力較大部位，共36個。測點編號及布置分布圖見圖1、圖2。

圖1　應變片分布圖

圖2　應變計分布圖

測點編號說明：JHJ1-W～JHJ12-W，第一個J表示應變計，HJ表示桁架，1～12表示測點編號，W表示西側；PHJ1-E，第一個P表示應變片，HJ表示桁架，1～12表示測點編號，E表示東側；PJHHJ1，第一個P表示應變片，JHHJ表示肩部桁架梁，1～12表示測點編號。

2.2變形測點布置

桁架變形觀測點主要布置于桁架環梁上，觀測點處粘貼全站儀反光片。共43個觀測點，變形觀測點分布圖見圖3。

表2卸載前后桿件應力變化值匯總表

圖3　變形觀測點分布圖

3　施工過程監測結果

3.1鋼桁架應變監測

鋼桁架臨時支撐拆除（卸載過程）是施工安全控制的重要階段，臨時支撐拆除階段（即卸載階段）損壞測點數12個，成活率73%。卸載前后桿件應力變化值匯總見表2。

3.2鋼桁架變形監測

本次監測共布置43個變形觀測點，支撐拆除過程中測點損壞1個，成活率為98%，臨時支撐拆除后，各觀點位移最大變化量分別位于以下部位：水平向最大位移值為11mm，位于C43測點；下撓量最大值為29.0mm，位于C43測點。

4　監測結果

①臨時支撐拆除后，HJ1～HJ4（及對稱位置）鋼桁架內弦桿彎頭部位有效測點共8個，實測各監測點應力值在34.0MPa～102MPa之間；PHJ1～PHJ12（及對稱位置）鋼桁架內弦桿彎頭部位下方有效測點共17個，實測各監測點應力值在-44.0MPa～-74.8MPa之間；JHHJ肩部桁架梁內側上弦有效測點共7個，實測各監測點應力值在32.9MPa～66.1MPa之間。

②臨時支撐拆除后，各觀點位移最大變化量分別位于以下部位：水平向最大位移值為11mm，位于C43測點；下撓量最大值為29.0mm，位于C43測點。

③卸載后，各監測點應力值均未超過鋼材的材料屈服限值的30%，變形監測值未超過規范限值。整個卸載過程安全可靠，結構最終位形與設計位形相吻合。

［1］羅永峰，王春江，陳曉明.建筑鋼結構施工力學原理［M］.北京：中國建筑工業出版社，2009.

［2］郭彥林，郭宇飛，高巍.國家體育場鋼結構屋蓋落架過程模擬分析［J］.建筑結構學報，2005（5）.

TU311.2

A

1007-7359（2016）04-0272-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.108

葉志誠（1988-），男，安徽六安人，畢業于合肥工業大學，碩士；助理工程師，主要從事結構檢測方面的工作。