浅谈高耸钢结构柱的安装变形分析

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1、★★施工技术★★CitiesandTownsConstructioninGuangxi高耸钢结构柱的安装变形分析●黄万平[摘要]本文对高耸钢结构柱的变形原因进行了分析，确认日照引起的温差是导致钢结构柱出现较大位移的主要原因，并建议在施工安装过程中应重视对安装时间的选择，以便较好地控制高耸钢结构安装质量。[关键词]钢结构柱；热变形；施工安装[文章编号]1672-7045（2009）04-0095-03[中图分类号]TU758.11[文献标识码]B1工程案例接H型钢组合格构式钢柱。柱截加之风荷载作用，因此该变形具面尺寸长2.15m，宽0.75m，牛腿标有某种随机性，且是空间变形，严1999

2、年8月1日，在某钢管厂高20.5m。柱安装质量良好，柱底格计算比较困难，我们只能根据30t电炉炼钢主厂房工程的建筑四角标高误差在0.5mm之内，安装最大偏移进行推算。假设变形呈工地，施工单位技术人员发现，该时钢柱垂直度偏差均控制在允许平面弯曲，作近似验算；温差引起工程C列钢柱垂直度出现较大偏偏差范围内。变形，各种结构都存在，只是钢结差，钢柱顶部水平位移达到为什么经规范安装的钢柱会构导热系数偏大，钢柱热变形明20mm～31mm，超出规范要求。当变形并发生水平位移？笔者将对显，使人产生几点疑问：①倾斜是天风力1～2级，后来经测量人员钢柱变形原因逐一进行分析与探否来自质量问题；②如属温度变加

3、强观测后发现，中午以前钢柱讨。形，截面上有无温度应力。由于向西侧偏移，下午向东侧偏移，连钢柱安装时无其他约束，我们假续几天均依此规律变动，且晴天2钢柱弯曲变形的影响因素设钢柱处于无应力温度场状态，位移较大，阴天则较小；白天位移分析可约略假设其温差呈线性分布，较大，夜间则较小。钢柱在太阳辐射作用下，产生温该工程C列钢柱，高31.5m，单2.1两个假设前提度变形，结构上最不利的温度分重约30t，采用大地脚螺栓，固定由于实测变形细节较复杂，布来自太阳辐射的朝阳面与背阴在群桩独立柱基上，钢柱采用焊温度差沿截面和高度都不均匀，面温差影响。9495★★施工技术★★CitiesandTownsCon

4、structioninGuangxi2.2弯曲变形影响因素其位移情况随温度的变化而变化由地面悬臂梁（垂直方向x，2.2.1风荷载（见表1），钢柱顶中心实测水平位移水平方向y，坐标原点位于基础顶由风力产生的风压引起钢柱轨迹可见图1。面）边界条件定积分常数，则x=0，弯曲变形。钢柱安装在钢筋混凝该工程于2001年建成投产使y=0，B=0土基础上，用8个地脚螺栓固定，用，钢结构厂房使用正常。dy则x=0，——=0，可视为固定端悬臂梁，根据材料根据梁纯弯理论公式可知dx2力学公式，在风荷载作用下，钢柱dyKΔT1——=——=——A=0（地面视为固定端）位移为：2dxhρ4由此可得：f=ql/8

5、EI式中：h——梁高；KΔT式中：q——风荷载根据风y=——x2，ΔT——温差；2h速、构筑物的高度、体型、地面粗K——钢材温度变形系数；KΔT糙程度等因素确定；2ymax=fmax=——HdyKΔT2hl——钢柱高度31.5m；积分——=——x+A，E——钢材弹性模量2.0～dxh对钢材来说，h长边为2.15m，2.1×105MPa；KΔT2短边为0.75m；再积分y=——x+Ax+BI——钢柱截面惯性矩。2h当最大温差T1-T2=ΔT=15（从经计算约为2.0mm。2.2.2钢柱固有的振动表1钢柱顶部随温度变化发生位移情况表由于风荷载的脉动，钢柱将垂直度偏差测量温度产生自振振幅，根

6、据钢结构基本测点测点时间线向列向垂直度位背阴面向阳面温差备注自振周期经验公式和定点位移法序号（mm）（mm）移（mm）（℃）（℃）（℃）结构自振周期公式：18：30-15.315.021.4223311T=（0.007～0.013）H29：30-28.0-4.028.2304414T=1.7a*√ΔS310：30-27.5-10.029.2324513式中：T——自振周期；4八11：30-14.013.519.4334512H——钢柱的高度（m）；5月12：30-8.0811.3324311线向a*——取（0.6～0.7）；6二14：3016.8617.8334512为南北向；列向为东

7、ΔS——钢柱顶点总位移。7日15：3051818.7324311西向；东经过计算，其柱顶点总位移816：30-101518314211向、北向为为1.2mm。917：30-101316.4304111正；西向、2.2.3安装偏差1018：30-132023.8243915南向为负；施工中存在安装偏差。根据118：30-16.215.122.1283911钢柱+1.0m129：30-31-4.031.2304515规范要求，该值引起的位移允许处温