钢结构工程施工教程
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2.6 施工阶段验算

2.6.1 施工阶段验算的内容和原则

钢结构与混凝土结构在施工方面有很大的不同,主要体现在现场安装方面,钢结构安装方法很多,有单构件吊装、高空拼装、地面拼装整体吊装、分块累计滑移等,不同结构不同现场条件要选择适宜的安装方法,这就意味着在施工阶段结构本身存在着很多施工工况。因此,钢结构工程施工的一个重要环节就是要进行施工阶段的验算,钢结构工程施工阶段验算原则上由施工单位负责,或施工单位委托设计单位进行,施工验算内容一般包括以下几方面:

(1)在施工工况下的结构分析和验算。

(2)结构预变形分析和验算。

(3)吊装系统验算。

(4)临时支撑体系验算。

(5)其他特殊情况施工验算。

施工阶段验算应符合设计文件、现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017和其他现行有关标准的规定。施工阶段的结构内力一般应进行弹性分析,验算应力限值原则上应在设计文件中进行规定,且构件验算应力最大值应控制在限值以内。

2.6.2 施工阶段验算荷载取值

施工阶段的荷载应符合下列规定:

(1)恒载包括结构自重、预应力等,其标准值按实际计算。

(2)施工活荷载包括施工堆载、操作人员和小型工具重量等,其标准值可按实际计算。

(3)风荷载可按工程所在地和实际施工情况,按不小于10年一遇风荷载取值。风荷载的取值及计算方法可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中的规定执行;对施工期内可能出现的极端风速应考虑应急预案,确保结构安全。

(4)雪荷载可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中的规定取值及计算。

(5)覆冰荷载宜按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135中的规定取值及计算。

(6)起重设备和其他设备荷载标准值按设备生产厂家产品说明书的规定取值。

(7)温度作用宜按当地气象资料所提供的温差变化计算;结构由日照引起向阳面和背阳面的温差宜按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135取值。

(8)其他荷载和作用可根据工程的具体情况确定。

2.6.3 施工阶段结构分析

当钢结构工程施工方法或顺序(施工工况)对主体结构的内力和变形产生较大影响时,或设计文件有特殊要求时,应进行施工阶段结构分析,并对施工阶段结构的强度、稳定性和刚度进行验算,其验算结果应经设计单位确认。

施工阶段结构分析应遵循以下规定:

(1)施工阶段分析的荷载效应组合和荷载分项系数取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和相关国家标准的规定。

(2)施工阶段分析结构重要性系数不应小于0.9,对于重要的临时措施其重要性系数不应小于1.0。

(3)施工阶段的结构分析模型、荷载作用和基本假定应与实际施工工况相符。当施工单位进行施工阶段分析时,结构计算基本模型一般由原设计单位提供,保持与设计模型在结构属性上一致性;因施工阶段结构是一个时变结构系统,计算模型应包括各施工阶段主体结构与临时结构。

(4)施工阶段的临时支撑结构和措施(包括安全措施)应按施工工况的荷载作用,对构件进行强度、稳定性和刚度验算,对连接节点进行强度和稳定验算。当临时支撑结构(措施)作为吊装设备承载结构时(如滑移轨道、提升牛腿等),应进行专项设计;当临时支撑结构(措施)对结构产生较大影响时,应提交原设计单位确认。

(5)对吊装状态的钢构件或结构单元,应进行强度、稳定性和变形验算,并考虑动力系数。

(6)结构合龙、临时支撑结构的拆除顺序和步骤(卸载)应通过分析和计算确定,并编制专项施工方案实施,对重要的结构或柔性结构可进行拆撑过程的内力和变形监测。

(7)预应力结构、索结构中的索安装和张拉顺序应通过分析和计算确定,并编制专项施工方案,计算结果应经设计单位确认。

(8)移动式吊装设备(移动式塔式起重机、履带式起重机、汽车起重机、滑移驱动设备等)的支承地面或楼面,应进行承载力和变形验算。当支承地面处于边坡时,应进行边坡稳定验算。