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单脊双曲面单层网壳测量监测技术(论文).pdf

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·1057 · 单脊双曲面单层网壳测量监测技术 杨雷雷, 李建功, 商凯光, 陈 诚, 赵志浩 (北京建工集团有限责任公司,100055,北京) 摘 要: 城市副中心剧院项目钢结构屋盖呈双曲面、单脊双坡造型的箱形梁单层钢网壳,是典型的大跨 度空间结构,屋脊构件最大跨度达 155 m,弯弧梁长度共计约12 000 m,空间关系复杂,施工过程时变性强, 施工风险因素多。通过测量监测数据与施工仿真模拟数据的对比,实现大跨度空间结构测量监测预警,并详 述了监测方法、监测频率以及施工安全质量控制结果,以期为相关工程提供可借鉴的经验。 关键词: 大跨度空间结构;单脊双曲面单层钢网壳;测量监测;施工仿真模拟 中图分类号:TU 758.11 文献标志码:A 文章编号:1000-4726(2022)08-1057-04 MEASUREMENT AND MONITORING TECHNOLOGY OF SINGLE-RIDGE HYPERBOLOID AND SINGLE-LAYER MESH SHELL YANG L ei-lei, LI J ian -G ong, SHANG K ai-guang, CHEN C heng, ZHAO Z hi-hao (Beijing Construction Engineering Group Co., Ltd., 100055, Beijing, China) Abstract: The steel structure roof of the city sub-center theater project is a hyperboloid, single ridge and double slope shaped box beam single layer steel mesh shell, which is a typical large span space structure. The maximum span of ridge members is 155 m. The length of curved beam is about 12 000 m. The spatial relationship is complex. The construction process is time-varying. There are many construction risk factors. By comparing the measurement and monitoring data with the construction simulation data, the monitoring and early warning of long-span space structure is realized, and the monitoring method, monitoring frequency and construction safety quality control results are described in detail, in order to provide reference experience for related projects. Keywords: large span space structure; single ridge hyperboloid single layer steel mesh shell; measurement and monitoring; construction simulation 1 工程介绍 工程总建筑面积 12.53万 m 2,其中地上建筑面积 8.27万 m 2,地下建筑面积 4.26万 m 2,包含歌剧院、 戏剧院、音乐厅 3座单体。 钢结构主要分布在歌剧院、戏剧院及音乐厅, 钢结构总量约 14 000 t,其中戏剧院总用钢量约 3 600 t;歌剧院总用钢量约 6 800 t;音乐厅总用钢量 约3 600 t。3 个建筑结构中均含有大空间,屋脊构件 最大跨度达 155 m,呈反拱曲面造型,屋盖网壳四角 标高均不相同,导致屋盖每根构件的弧度各异、空间 位置关系复杂(图 1)。节点均在曲面上, 4条边都 不在 1个平面上,屋盖网格节点形式均不相同,且形 式各异。每根杆件主方向弯弧曲率均不同,次方向杆 件顶面为迎合主杆曲率倾斜布置,安装时存在转角, 每根杆件安装均需测量定位,箱形接口精度要求较高, 且随网格屋盖安装持续加载及焊接收缩导致屋面杆件 动态变化。 幕墙梁 边框梁 钢支撑 V 形撑 摇摆柱屋面外框钢 钢柱 下插钢柱 屋盖结构 屋面外框钢梁 主方向杆件 次方向杆件 柱底绞接 图 1 歌剧院网格屋盖拆解 由于本工程空间关系复杂,施工过程中影响因 素多、可变性强、风险性大,为了使网壳的最终形 态达到设计要求,确保安装过程安全,通过测量控制、 实际监测结果与仿真计算结果的比较,实现该重点 收稿日期: 2022–06–01 作者简介: 杨雷雷 (1991 —), 男,河北邯郸 人, e-mail: 867333085 @qq.com . 1\ 53 思1\ 8 O 2022 ? 88 Vol.53 No.8 Aug. 2022 *1? ? _ Architecture Technology ·1058 · 难点的报警预警,提高重点难点问题的发现速度和 解决能力。 2 大跨度空间结构测量监测难点 传统的测点棱镜安装角度调整有限,满足不了 监测要求;钢构件的特性受温度影响大,不同时间、 不同温度测出的数据会有所偏差;监测精度要求高, 需配置高精度的仪器设备;监测场地高低跨多,高 差大,需设置多个监测工作基点;测点多,数据处 理工作量大。 3 监测内容、方法及要求 3.1 监测内容 本次监测的对象主要为钢结构屋盖网壳及外侧箱 形钢柱,依据仿真模拟数据对屋盖网壳及屋盖外侧箱 形钢柱受力复杂、变形较大处进行安装过程中的变形 监测,测量箱形柱的平面 x、y位移值与网壳的平面 x、 y及竖向 z位移值。 3.2 监测仪器 本工程监测精度要求高,故选用徕卡 TS 60(全 自动机器人)超高精度全站仪监测,主要用于水平基 准网的导线测量、和测点的水平、竖向位移测量。 数字水准仪,仪器型号Trimble DINI03配套 LD12铟钢尺,主要用于竖向基准网的导线测量。 3.3 监测预警 本项目监测预警值以仿真施工模拟提供的每一阶 段数据为依据,如图 2
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