江智

摘要：分析吊装状况下控制楼框架的变形和内力，验算极端风况下控制楼框架的抗滑和抗倾覆稳定性，将码头平台上的框架结构控制楼从传统现浇工艺改为预制吊装施工工艺。

关键词：吊装；框架结构；变形；内力；抗滑；抗倾覆

1 概述

由于广西北部湾港钦州30万吨级油码头工程现场离三墩作业区南侧约5km的外海海域，码头区域受季风影响明显。每年5～8 月多偏南风，尤以6～7 月最多，10 月至翌年3 月多偏北风，根据2011年和2012年相同月份的天气记录，受北风和雾天影响的天数占统计天数的60%。该码头平台上设有一栋三层框架结构的控制楼，控制楼施工受风浪影响非常大。为减少风浪条件及雾天对施工的影响，参建各方提出将码头平台上的框架结构控制楼从传统现浇工艺改为预制吊装施工工艺，控制楼的框架结构先在预制场内预制完成，具备安装工作面后用500吨起重船进行吊装。

控制楼的结构形式为钢筋混凝土框架结构，层数为地上三层。框架的平面和立面如图1所示：

2 吊装方案的结构计算

2.1、框架梁吊装内力分析

内力分析利用midas/gen有限元软件进行建模计算，该软件是一款主要面向建筑结构分析与设计的通用有限元软件，于2004年1月通过了建设部评估鉴定。荷载只取混凝土自重，吊点设在b轴与d轴，如图1所示。建模时，将-0.10米处b轴与d轴柱底的边界条件设为一般支承。

计算结果如下表1所示。

2.1.1变形核算

根据《水运工程混凝土结构设计规范》（jts 151-2011）中第3.3.2条最大挠度为计算跨度的1/600，该点计算跨度取实际悬臂长度的2倍即10.68米，即允许的最大挠度[f]=10680mm/600=17.8mm。

计算结果显示最大位移为12.12mm，小于规范规定的最大限值，满足规范要求。

2.1.2内力核算

以发生最大负弯矩的kl3-（3）梁为例核梁正截面受弯承载力。控制楼所有框架梁的截面尺寸均为300×600mm，砼强度采用c40，受力钢筋采用hrb400。

根据《水运工程混凝土结构设计规范》（jts 151-2011）中的“5、承载力极限状态计算”的规定，根据公式ξb= β1/[1+fy/（esεcu）]，取εcu= 0.0033，β1=0.8，es= 2.0×105 n/mm2，fy=360n/mm2。计算得ξb=0.517。

根据梁的配筋图及保护层厚度，计算得a=84mm，h0=600-84=516mm。

混凝土受压区高度：x= ξb×h0=0.517×516=267mm

在未考虑受压区的钢筋的受弯承载力的情况下，根据公式mu= α1fcbx（h0-x/2），取α1=1，fc=19.1 n/mm2，则计算得截面受弯承载力mu=585190575n.mm=585.2kn.m

吊装过程的框架梁柱顶的弯矩214.9kn.m小于梁的受弯承载力585.2kn.m，满足规范要求。经核算，其它框架梁的吊装弯矩也都小于各自的正截面受弯承载力，满足规范要求。

2.2 框架与平台的联接

为了保证安装期间框架的稳定性，需要验算框架搁置在码头平台上的抗滑和抗倾覆稳定性。

2.2.1风荷载计算

根据《港口工程荷载规范》（jts144-1-2010）及《建筑结构荷载规范》（gb50009-2001）中关于风荷载的规定，

2.2.2控制楼整体稳定验算

2.2.2.1 抗滑

控制楼自重6600kn（未算砌体重，取小值偏于安全），若控制楼直接搁置在平台，连接方式为一般支承，根据《重力式码头设计与施工规范》（jts 167-2-2009）中表2.1.9，混凝土面与混凝土面的摩擦系数为0.55，即控制楼可抗滑力为6600×0.55=3630kn，结构重要性系数采用一级的1.1，稳定验算时作用分项系数取1.35，有：

（1.1×1246.5 kn=1371.2 kn）