超高层顶升钢平台承载机理研究及其结构优化
整体顶升钢平台模架结构是随超高层建筑的兴起而孕育而生的一代产物，其相较于传统施工脚手架具有承载力大、施工速度快、安全性能高、机械化程度高、周转次数多、不受高度限制以及节省劳动力等诸多优点。由于我国建筑业相较于国外发展较晚，导致我们在建筑模架体系上的进展也相对缓慢，这也导致近年来发生了多起模架坍塌的安全事故。 因此，本文以修建浙江宁波某商业中心（曼哈顿项目）为研究背景，通过文献研究法和调研分析法对比三种类型的整体顶升钢平台模架体系，确定了适用于本项目的顶升方案，并介绍了该方案下架体的施工平面布局方式，进而了解了整个架体的承载方式和受力位置，完成了对架体的初步认识。接着通过利用 Midas Gen结构分析软件对整体顶升钢平台模架结构在工作状态、顶升状态和停工状态下的受力情况分析，得到三者强度和刚度均满足规范要求，并且发现风荷载对结构的影响很大。在风荷载抗倾覆分析当中，由于规范规定当风速大于或等于32m/s 时不得进行施工作业，于是采用停工工况对结构进行分析并且规定当支座处反力产生转向或者出现应力超限则视为架体发生倾覆。根据分析发现，当风压到达 2.44kN/m2的整个架体达到倾覆状况，因此在实际施工工程当中，应该严格按规范进行施工，遇大风天气要提前做好架体的拉结措施。在稳定性分析当中，通过对比线性与非线性稳定性分析结果，可以知道在实际的设计计算中不可忽略初始缺陷对结构的影响以及通过计算单根立柱的稳定性，其分肢和整体均满足规范要求。随后通过相关力学理论的计算规律，综合对比不同支撑数量的钢平台结构的强度、刚度、稳定性以及用钢量，以此判断出八立柱支撑体系为经济性最优的类型。最后，根据局部构件的实验发现了容易产生变形和破坏的部位并且利用ABAQUS 有限元分析软件进行模拟对比，验证了软件计算的合理性，同时运用软件对整体单根支撑系统进行力学模拟分析，对初步模拟结果所产生的薄弱点采用控制变量法进行加强优化分析，最终得到满足设计规范所要求的构件，为整体顶升钢平台模架结构的研究和发展打下了基础，为实际工程运用提供了指导性的意见，也为我国模架技术走向全世界埋下了伏笔。
超高层建筑;整体顶升钢平台;承载方式;受力位置;结构优化
重庆交通大学
硕士
力学
周磊
2023
中文
TU974
2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）