1 多層鋼框架梁柱體系升板法施工工序
升板法施工是介于支模現(xiàn)澆混凝土施工和預(yù)制裝配化施工之間的一種施工方法。用型鋼梁柱代替鋼筋混凝土梁柱，樓板在地面疊澆，在疊澆過程中采用栓釘與鋼梁連接。這樣可以加快施工速度，縮短工期，有效地避免了現(xiàn)澆混凝土樓板施工速度慢的缺點(diǎn)。一般的施工順序是：在基礎(chǔ)施工的同時(shí)在工廠定制鋼柱；基礎(chǔ)施工完畢，回填土后，即可進(jìn)行柱的吊裝就位，接著進(jìn)行底層地坪施工。地坪是各層樓板和屋面板的預(yù)制臺(tái)座，因此要求平整光潔。然后在地坪上相應(yīng)位置放置鋼梁，在鋼梁上澆筑混凝土板，逐層進(jìn)行；待各層預(yù)制板有適當(dāng)強(qiáng)度后，即可在柱子上安裝提升設(shè)備，將各層板提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高，鋼梁與鋼柱采用高強(qiáng)螺栓連接，并加以固定，形成梁柱框架體系。該方法無(wú)需加設(shè)柱帽，連接可靠，抗震性能好，且樓板均在地面施工，施工質(zhì)量容易保證。
圖1為升板法施工程序示意。
由于升板法施工的特殊工藝，升板結(jié)構(gòu)具有其特有的問題。升板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最顯著的特點(diǎn)，是它必須分別對(duì)施工與使用兩個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)往往只按使用階段考慮，一般并不在設(shè)計(jì)時(shí)專門驗(yàn)算其施工階段的情況。升板結(jié)構(gòu)在提升階段，僅靠一根根相互獨(dú)立的、細(xì)長(zhǎng)的柱子來承受全部結(jié)構(gòu)自重與施工荷載，同時(shí)還要受到水平風(fēng)荷載等因素的作用，所以柱在提升階段的穩(wěn)定性必須予以重視，這是升板結(jié)構(gòu)不同于一般鋼框架結(jié)構(gòu)之處，而且在提升過程中由于節(jié)點(diǎn)形式的不同，柱子的計(jì)算模型也在不斷變化，但是由于升板緒構(gòu)在其平
面內(nèi)剛度極大，所以升板柱不會(huì)發(fā)生單根柱失穩(wěn)，而是出現(xiàn)群柱失穩(wěn)，整個(gè)體系的穩(wěn)定性問題就成為升板結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)。
升板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)升板法施工工藝有透徹的了解。采用計(jì)算機(jī)程序來分析鋼框架施工過程的受力性能，應(yīng)首先對(duì)整個(gè)施工過程編制提升順序圖，并在提升順序圖中判斷出從提升過程的一個(gè)階段變化到另一個(gè)階段時(shí)的最危險(xiǎn)位置，并將這些位置重新編制成提升過程受力控制階段提升圖。
傳統(tǒng)升板法，一次只提升一塊板。圖2為3～6層鋼框架結(jié)構(gòu)用傳統(tǒng)升板法提升時(shí)，提升過程圖的編制過程，其中每半層高度位置處為板的臨時(shí)擱置點(diǎn)。以三層升板為例，第1步將頂層樓板提升至半層高度，第2步為將頂層樓板提升至1層標(biāo)高，第3步為將2層樓板提升至半層高度，第4步為將頂層
樓板提升至一層半高度，第5步是將2層樓板提升至1層高度，以此類推，共需12步完成。通過編制的受力控制圖可知，只要計(jì)算機(jī)仿真在分析這些位置點(diǎn)時(shí)，柱的穩(wěn)定性能滿足，那么就可以保證整個(gè)群柱的穩(wěn)定性能得到滿足，因此確定施工順序?qū)τ谟?jì)算機(jī)模擬分析有著重要的意義。
2計(jì)算機(jī)仿真程序的編制
2.1 運(yùn)用ANSYS中二次開發(fā)工具APDL語(yǔ)言編制仿真程序
本程序選取Beam 44作為分析昀基本單元，因?yàn)锽eam 44支持單元結(jié)點(diǎn)約束的釋放。這樣在程序中通過對(duì)不同結(jié)點(diǎn)約束的釋放，定義了3種單元類型，分別取1、2、3。對(duì)單元1兩端結(jié)點(diǎn)位移和轉(zhuǎn)角剛度均不釋放，用以模擬梁?jiǎn)卧袆偨拥那闆r；對(duì)單元2釋放其J端的z方向和y方向的扭轉(zhuǎn)剛度，用以模擬梁?jiǎn)卧叶算q接的情況；對(duì)單元3釋放其端的z方向和∥方向的扭轉(zhuǎn)剛度，用以模擬梁?jiǎn)卧蠖算q接的情況。當(dāng)梁均按單元1劃分完成后，梁上各單元將按默認(rèn)設(shè)置首尾依次剛接，這樣就無(wú)法模擬梁柱節(jié)點(diǎn)鉸接的情形，因此，需要將梁兩端的單元進(jìn)行替換，梁左端替換為單元3，梁右端替換為單元2。這樣既滿足了兩端鉸接，又保證了梁內(nèi)部的剛度，符合樓板在提升過程中臨時(shí)擱置的狀態(tài)。利用節(jié)點(diǎn)約束釋放技術(shù)讓梁柱之間有相同的變形協(xié)調(diào)性，便于研究梁柱框架整體的變形和受力。
