模块化装配式结构施工技术研究及模拟分析

发布时间：2020-11-03 08:00

　　 本文以河南焦作10层模块化装配式综合办公楼项目为背景,探索模块化装配式结构施工全过程的技术工艺,根据《模块化装配整体式建筑施工及验收标准》T/CECS 577-2019对建设项目的施工全过程提出标准化要求。分析建筑模块在起吊和安装连接施工过程中的力学性能,优化模块化装配式结构的施工方案,为模块化装配式结构施工提供参考。具体研究内容如下:(1)基于建筑工业化以及模块化装配式建筑的发展现状,介绍模块化装配式结构的构成及其分类,阐述模块化装配式结构的施工流程及工艺,并对比模块化装配式结构与传统结构在施工技术方面的优劣。(2)以河南焦作模块化装配式综合办公楼项目的施工技术为例,从机械选型、施工流水段划分、资源投入、施工工序等方面制定了施工组织设计,并对建筑模块的工厂制作、吊装、安装、混凝土连接施工和施工验收全过程的施工操作要点进行总结,提出了模块化装配式结构的施工标准化要求。(3)分析建筑模块在吊装施工过程中的三个技术问题:吊点的布置问题、临时支撑的布置问题、起吊高度范围确定。围绕这三个主要技术问题对模块化装配式结构在整体起吊时的力学性能进行研究。运用Midas/Gen软件建立建筑模块有限元模型,分析其在自重和6级强风作用两种吊装工况下的应力和位移,发现建筑模块在6级强风作用下整体位移较大,建议建筑模块在6级及以上风级时停止吊装作业;对比有无设置临时支撑的两个模型计算结果,发现设置临时支撑能有效改善顶梁在起吊时应力集中的问题,提高建筑模块的整体性;分析建筑模块在不同的起吊角度的影响下的应力和变形变化规律,研究建筑模块最优起吊角度,优化建筑模块的起吊施工方案。(4)基于施工模拟基本原理,分析模块化装配式结构的施工时变机理,研究模块化装配式结构在安装施工时的力学性能,通过对10层模块化装配式综合办公楼结构进行施工模拟,分析得出模块化装配式结构在连接施工时竖向位移变化曲线呈“鱼腹型”,中间施工楼层的竖向变形大,底层和顶层变形较小。研究后浇楼板带对模块化装配式结构施工的影响,结果表明相邻建筑模块之间的后浇楼板带能提高结构的整体性,减小结构水平方向的位移。对比分析4种临时支撑拆除方案,得出以3个施工层为一周期拆除临时支撑的方案可充分发挥临时支撑的作用,又可以及时补偿拆除临时支撑所产生的竖向变形。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU756
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 模块化装配式建筑的发展及分类
        1.2.1 模块化装配式建筑的发展现状
        1.2.2 模块化装配式建筑的分类
    1.3 模块化装配式结构的施工
        1.3.1 模块化装配式结构施工技术
        1.3.2 模块化装配式结构施工流程工艺
        1.3.3 模块化装配式结构的施工信息模型管理
        1.3.4 模块化装配式结构施工的特点
        1.3.5 模块化装配式结构和传统结构的施工优劣比较
    1.4 模块化装配式结构施工模拟研究意义及发展现状
        1.4.1 模块化装配式结构施工模拟研究意义
        1.4.2 施工过程模拟研究现状
    1.5 本文主要研究内容及技术路线
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 研究技术路线
第二章 模块化装配式结构施工技术研究
    2.1 引言
    2.2 模块化装配式综合办公楼工程概况
        2.2.1 项目建设规划
        2.2.2 建筑设计
        2.2.3 结构设计
        2.2.4 项目施工重点
    2.3 模块化装配式综合办公楼施工组织设计
        2.3.1 施工准备工作
        2.3.2 机械选型及施工场地布置
        2.3.3 施工顺序与施工流向
        2.3.4 施工工序及标准单元施工工序划分
        2.3.5 资源投入情况
    2.4 建筑模块工厂预制
        2.4.1 制作准备
        2.4.2 预制构件制作及组装
        2.4.3 建筑模块预拼装
        2.4.4 建筑模块组装和预拼装标准化要求
    2.5 建筑模块运输
        2.5.1 运输作业流程
        2.5.2 运输过程的安全控制
        2.5.3 建筑模块进场质量检查
    2.6 建筑模块吊装施工
        2.6.1 吊装施工流程
        2.6.2 吊装施工的标准化要求
    2.7 模块化装配式结构安装施工
        2.7.1 建筑模块现场安装流程
        2.7.2 建筑模块安装施工标准化要求
    2.8 后浇混凝土整体连接施工
        2.8.1 后浇混凝土墙板施工流程
        2.8.2 后浇混凝土楼板带施工流程
        2.8.3 后浇混凝土连接施工标准化要求
    2.9 模块化装配式结构施工验收
        2.9.1 主控项目验收
        2.9.2 一般项目验收
    2.10 本章小结
第三章 模块化装配式结构整体起吊数值分析
    3.1 引言
    3.2 建筑模块吊装施工相关技术问题
    3.3 吊装施工吊点布置原则及方法
        3.3.1 吊点布置的原则
        3.3.2 建筑模块吊点布置方法
    3.4 起吊高度范围选择
        3.4.1 选择起吊高度的原则
        3.4.2 起吊角度与吊索索力的关系
    3.5 临时支撑的布置选择
        3.5.1 选择临时支撑布置方案的原则
        3.5.2 建筑模块临时支撑布置方法
    3.6 建筑模块整体起吊方案
        3.6.1 建筑模块材料信息
        3.6.2 建筑模块的重心位置
        3.6.3 建筑模块的吊点设置
        3.6.4 建筑模块起吊高度确定
        3.6.5 建筑模块吊具选择
    3.7 建筑模块整体吊装有限元模型建立
        3.7.1 建筑模块整体吊装计算荷载
        3.7.2 建筑模块整体吊装计算工况
        3.7.3 整体吊装模型单元选取
        3.7.4 整体吊装边界条件
    3.8 建筑模块整体起吊时计算结果分析
        3.8.1 建筑模块在自重荷载下起吊时的结果分析
        3.8.2 建筑模块在风荷载下起吊时的结果分析
    3.9 临时支撑对建筑模块整体起吊的影响
        3.9.1 有临时支撑的建筑模块在自重作用下的结果分析
        3.9.2 有临时支撑的建筑模块在风荷载下的结果分析
    3.10 起吊角度对建筑模块整体起吊的影响
        3.10.1 起吊角度范围选取
        3.10.2 M1 建筑模块构件组成及重量
        3.10.3 计算起吊高度
        3.10.4 M1 建筑模块有限元模型建立
        3.10.5 建筑模块在不同起吊角度下的应力变化
    3.11 本章小结
第四章 模块化装配式结构安装施工模拟分析
    4.1 引言
    4.2 模块化装配式结构施工计算原理
        4.2.1 单元生死技术
        4.2.2 模块化装配式结构时变机理
    4.3 施工过程加载方式
        4.3.1 一次加载法
        4.3.2 近似模拟施工过程方法
        4.3.3 精确模拟施工过程方法
        4.3.4 精确模拟施工过程方法与一次性加载法的理论比较
    4.4 施工找平分析方法
    4.5 模块化装配式综合办公楼施工模拟分析
        4.5.1 模块化装配式综合办公楼有限元模型
        4.5.2 模块化装配式综合办公楼施工方案
        4.5.3 施工模拟结果分析
        4.5.4 加载方式对竖向位移的影响
        4.5.5 加载方式对相邻双柱竖向位移差的影响
    4.6 后浇楼板带对模块化结构施工的影响
        4.6.1 后浇楼板带对模块化结构竖向位移的影响
        4.6.2 后浇楼板带对模块化结构水平位移的影响
    4.7 拆撑方案对模块化结构施工的影响
        4.7.1 拆除临时支撑方案
        4.7.2 拆撑方案对结构竖向位移的影响
        4.7.3 拆撑方案对结构竖向位移差的影响
    4.8 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 展望
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表学术成果情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2868313