[发明专利]有限元同步分析的大悬挑安全智能施工系统及方法

说明书

本发明公开了有限元同步分析的大悬挑安全智能施工系统及方法，包括已建成结构、悬挑结构模板、智能调控拉索、临时性斜拉体系和有限元模型；悬挑结构模板安装在已建成结构上，悬挑结构模板上设有多个模板侧边拉索穿孔和混凝土浇灌与振捣孔，在悬挑结构模板的底面上布置有位移测点；智能调控拉索的一端与临时性斜拉体系连接，另一端与悬挑结构模板上设有的多个模板侧边拉索穿孔连接；临时性斜拉体系包括斜拉体系压杆底座、斜拉体系压杆、斜拉体系拉索和斜拉体系拉索底座。本发明可实现通过计算机建立有限元模型获得拉索拉力，根据预设条件，时刻根据荷载和模板的关键变形，自动对拉索的张力进行调节，从而进一步提高施工的安全性和施工进度。

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体为有限元同步分析的大悬挑安全智能施工系统及方法。

背景技术

在高层建筑中，顶部存在连体结构或者一些特殊的造型等情况，会存在大跨度的悬挑结构，在这类悬挑结构的施工过程中，如果采用常规的技术手段搭设满堂支撑不够现实，而悬挑脚手架有时也存在一些安全问题，花费的物力人力也较大。

现有的悬挑结构的模板使用都是临时性的，只要浇筑完成后即可拆除，因此可以采用一种临时的斜拉索体系，将施工中模板的竖向荷载转化为拉索拉力和模板的轴力，而非模板的弯矩，拉索的拉力又传递到斜拉锁体系上。但是常规的斜拉索体系在施工过程中由于加工精度的问题，存在由于多根拉索建立的体系为超静定体系，内部有些拉索受力并非按照预定模式受力，这些非均匀受力的拉索模式对整体模板体系的受力平衡可能影响不大，但是会导致局部模板体系失衡，导致局部尺寸不准确，极端情况下，也会引起整体模板体系的各个击破现象，这也是拉锁体系在大跨悬挑结构施工中并不太用的原因；具体施工过程中，混凝土浇筑过程是一个逐步的过程，很多情况下是分段浇筑的，因此受力是逐步的，而拉索提前预紧会导致模板体系受到过大的变形，并且会导致构件的施工精度难以控制。因此，最好的办法是根据浇筑过程中的荷载逐步拉动拉索，反馈拉索实际受力和变形，排除滥竽充数的情况，并且时刻监控模板体系的竖向位移和扭转位移，全天候由计算机自动控制，以此来达到需要的施工安全和施工精度。而就上述设想而言，目前还没有具体的技术能够实现上述施工过程。

专利公开号CN204059903U公开了一种大面积悬挑建筑物的施工承台，包括悬挑支架和支承板，所述悬挑支架自内而外向上倾斜，悬挑支架呈阶梯状分布，所述悬挑支架的内侧端带有竖向固定脚和横向固定脚，竖向固定脚固定于结构梁上，所述横向固定脚固定于楼面板上，支承板架设于相邻两悬挑支架上。该专利中依托建筑物主体楼面板架设悬挑支架，悬挑支架一端被固定在楼面板上，依次在阶梯状分布的悬挑支架上放置架板，放置架板时只需逐级向上铺设即可，而拆卸架板时同样只需自外而内逐级向下拆除即可，由此可见，该专利实际解决的技术问题是如何提供一种搭设和拆卸方式极为简便，而且结构简单、成本较低，尤其适合大面积悬挑建筑物的施工承台，其与本发明要解决的技术问题存在本质区别。

发明内容

本发明的目的在于提供有限元同步分析的大悬挑安全智能施工系统及方法，可实现通过计算机建立有限元模型获得拉索拉力，根据预设条件，对整个悬挑结构模板的竖向变形和扭转变形进行监控，全时段自动对拉索的张力进行调节，达到同步分析，从而进一步提高施工的安全性和施工进度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

有限元同步分析的大悬挑安全智能施工系统，包括已建成结构、悬挑结构模板、智能调控拉索、临时性斜拉体系和有限元模型；所述悬挑结构模板安装在已建成结构上，悬挑结构模板上设有多个模板侧边拉索穿孔和混凝土浇灌与振捣孔，在悬挑结构模板的底面上布置有位移测点；

所述智能调控拉索的一端与临时性斜拉体系连接，另一端与悬挑结构模板上设有的多个模板侧边拉索穿孔连接；