格构式支撑基础承载力验算论文_周胜军,史伟,董涛

周胜军 史伟 董涛

中国建筑第八工程局钢结构工程公司 上海 200120

摘要：本文就蚌埠体育中心体育场屋盖罩棚结构安装过程中设置在室外原土地面的格构式支撑胎架基础进行设计验算分析，计算在支撑胎架自重荷载及构件荷载作用下原土基地的承载力是否满足要求，通过采取一定的地基处理方法和措施来提高格构式支撑胎架基础的承载力以满足施工荷载要求。

关键词：格构式支撑胎架；地基承载力；地基处理

Case Structure Support Bases Games Basis

Zhou Shengjun Shi Wei Dong Tao

（Construction of eight steel structure engineering company，Shang Hai，200120）

Abstract：In this paper，the design and analysis of the lattice structure of the lattice-type support frame in the outdoor original soil surface during the installation of the roof structure of the Bengbu Sports Center stadium are carried out to calculate the bearing capacity of the original soil base under the support of the tire's own load and component load Whether to meet the requirements，by taking a certain foundation treatment methods and measures to improve the lattice-type support the basis of the bearing capacity to meet the construction load requirements.

Key words：Lattice support；Bearing capacity of foundation；Foundation treatment

1 项目背景

蚌埠体育中心体育场工程平面形状呈椭圆形，直径258m。主要由上部屋面钢罩棚和下部混凝土看台组成，体育场剖面图见图一。

图一 体育场剖面图

支撑罩棚的框架柱为钢骨混凝土柱，屋面罩棚主要由大悬挑实腹变截面H型钢梁、环向联系梁和下部支撑杆件组成，最大悬挑长度达27米；径向主梁通过下部树叉状支撑柱将结构荷载传递至钢骨混凝土柱，主梁之间通过大截面圆管环向联系杆以及小截面圆管交叉支撑连成整体，钢梁尾部下挑通过钢骨混凝土柱侧面支撑杆刚性连接进行荷载的承托，侧面刚性撑杆主要采用大截面钢管及H型钢劲性支撑。

径向主梁节点构造设置复杂，每根主梁均设置2~3个大型铸钢件节点，截面最大高度达3米，内部采用较多的纵向和竖向加劲板。为保证整体稳定，在钢梁上翼缘下部两侧各设置预应力钢拉索，拉索布置范围从外支撑铸钢节点到内侧梁端。为解决舒适度问题，在梁端设置调频阻尼器，体育场屋面罩棚典型单元体系示意图见图2。

体育场罩棚结构分为东（小）西（大）两个部分，小罩棚径向主钢梁最长达到65米，重量达95吨，考虑构件的加工制作运输条件以及现场安装限制条件，将构件分为4段加工运输至现场拼装。由于在施工过程中，结构的变形和受力状态与成型后有很大的差异，所以需要利用各式各样的支撑胎架来保证结构的精度。

图二 体育场屋面罩棚典型单元体系示意图

（1）本工程综合考虑分段吊装时的固定及荷载的传递，根据结构形式、分段位置、吊装工况等因素来确定临时支撑安放位置。

小罩棚临时支撑采用的是格构式支撑胎架，每榀钢梁设置2~3个格构柱临时支撑，每榀钢梁的格构柱临时支撑单独编号，临时支撑1、2号周转使用；临时支撑3不周转，具体布置及编号示意如图3所示。

图三 格构式支撑胎架

临时支撑采用规格为1.5m*1.5m格构式支撑，临时支撑布置是否合适关系到整体结构的稳定性，因此需进行合理布置临时支撑，支撑胎架设计要考虑下部混凝土结构安全性计算或者土质承载力计算

（2）不满足部位需要进行地基处理，本文主要针对落点位置为室外地坪的临时支撑（图三中的3号支撑）进行地基承载力的计算，在不满足承载力情况下进行地基处理的方案选择以及复验。

2 地勘数据

根据钻探报告描述，拟建场地地面下45.00米深度范围内，可分为8个工程地质层，主要岩土性为黏性土、粉土以及混合花岗岩。地基土表面几层的特征按自上而下和从新到老的次序分别描述如下。

①层素填土（Q4ml）

局部为耕土。灰色、黄灰、黑灰色，松散状，稍湿，主要由黏性土组成，含植物根茎及砖块，局部上部含有少量建筑垃圾，不均匀，欠固结。层厚0.50～3.70米。不能作为持力层使用。

②层粉质黏土（Q3al）

褐黄色、黄褐色，硬塑状，含铁锰结核、氧化铁染斑，裂隙较发育，裂隙内充填灰色次生黏土。本层土韧性高，摇振无反应，干强度高，有光泽。层厚1.00～8.20米。局部缺失此层。地基承载力特征值fak = 220kPa。

③层粉土（Q3al）

黄色、深黄色，稍密状～中密状，很湿，含氧化铁染斑，砂礓富集，局部夹黏性土薄层。本层土韧性低，摇振反应迅速且有水析现象，干强度低，无光泽反应。层厚0.40～3.50米。局部缺失此层。地基承载力特征值fak = 220kPa。

由此可见在0.50～3.70米范围内均不能作为持力层使用，需要进行地基处理才能满足承载力要求，现考虑在①层素填土（Q4ml）范围内做混凝土独立基础来承受上部荷载，具体设计过程如下。

假设1#格构柱支撑安装及拆撑过程中最大竖向荷载约为949KN，（考虑支撑安全性，已放大1.2倍处理）加上格构柱自身重量取值1036 KN，同时当格构柱直接坐落于独立基础上，基础设计不考虑格构柱顶部水平力作用。

3 计算过程

一、设计依据主要为《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）和《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。

二、初步设计示意图

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结 语：

本文通过合理的地基处理方法，采用混凝土独立基础的方式增加原土地坪的承载力满足支撑系统的荷载要求，在尺寸控制、安装精度、下沉控制、后期处理等各方面都有很大提高，确保了工程质量同时满足业主要求工期，为后期大跨度钢结构支撑系统的设计及安装提供了相关技术参考。由于大跨度钢结构形式的不同，支撑胎架的基础形式也根据结构形式的不同分别有混凝土结构原土地坪两大类，而如何处理原土地基的承载力成为留给每个工程项目的自选题，处理的方式也不尽相同，如何在满足承载力的同时减少资源的投入成为后续研究的方向。

参考文献

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[5]卢伟煌.混凝土扩展基础关于抗剪承载力的探讨[J]；福建建筑2011年第10期第3页

论文作者:周胜军,史伟,董涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/17

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