大型空間鋼結構整體吊裝施工方法與控制參數(shù)研究.pdf

1、大跨度鋼結構屋蓋體形龐大、體系復雜，其結構設計與施工安裝是相輔相成、緊密結合的。結構設計的過程中應使得大跨度鋼結構構件滿足強度、穩(wěn)定等要求并應考慮施工的可能性及方便性，施工安裝則應該在實現(xiàn)大跨度鋼結構的優(yōu)雅外觀，滿足其建筑的美學功能的同時，保證其設計預計的幾何和構造條件。 整體吊裝法包括整體吊升法、整體提升法和整體頂升法，是目前大跨度鋼結構普遍采用的一種新型施工方法。與早期的高空散裝法以及分條、分塊的安裝方法相比，整體吊裝施工方

2、法具有作業(yè)安全、工期短以及費用低等優(yōu)點。因此，本文將整體吊裝法作為研究的重點。 本文總結了大跨度空間鋼結構在采用整體吊裝方法施工時需要解決的關鍵性技術問題。對于一些可以通過先進的施工技術以及現(xiàn)有的計算程序可以解決的問題，闡述了相應的解決方法；而對于那些目前處理方法不是很完善，必須采用新的計算方法，選擇合理的控制參數(shù)進行分析驗算的問題，指出了目前研究方法的不足之處，并在此基礎上確定了本文所要解決的關鍵問題—采用整體吊裝法施工的大跨

3、度空間鋼結構施工過程中的參數(shù)控制問題，即吊點數(shù)量和位置的確定以及同步性控制的問題。 本文詳細介紹了目前在進行施工力學問題分析時可以采用的四種方法以及相應分析方法的適用范圍和局限性。根據(jù)采用整體吊裝方法施工的大跨度空間鋼結構在施工過程中的特點，指出了結構在施工狀態(tài)與設計階段的力學分析之間存在的“四點差異”，并結合所研究問題提出了本文擬采用的力學分析方法。 本文以國外確定履帶式起重機運行軌跡的計算流程“random gues

4、s”為基礎，并考慮鋼結構整體吊裝過程中吊點問題的特點，提出了用于確定并優(yōu)化吊點的修正的“random guess”計算流程。以一榀空間桁架為計算模型，利用修正的“random guess”流程分析計算結構的最少吊點數(shù)量及最優(yōu)位置，將計算結果與確定簡單梁構件吊點位置的傳統(tǒng)分析方法得到的結果相比較，說明了修正的“random guess”計算流程是一種較好的解決結構吊點問題的分析方法，并得出解決單榀空間桁架吊裝過程中吊點問題的相關結論。

5、 本文選取四角錐體系網(wǎng)架為計算模型，以結構形式、跨度、附加荷載及吊點的設置方式為主要影響因素，以結構構件的應力比和結構撓度為評價指標，分別分析各個因素對結構在整體吊裝過程中所需要的吊點數(shù)量的影響。為了綜合分析各因素的影響，以正交理論為準則，建立48種標準網(wǎng)架計算模型，并采用修正的“random guess”流程，計算各個標準網(wǎng)架采用整體吊裝方法施工時所需要的最小吊點數(shù)量。以最小二乘法為理論基礎，采用Matlab編制程序，對已有的計算

6、結果進行線性回歸，得出了大跨度網(wǎng)架在采用整體吊裝法施工過程中所需要的最少吊點數(shù)量的計算公式。 本文針對吊點不同步問題可能對結構自身受力的影響，提出了大跨度網(wǎng)架結構整體安裝施工過程中吊點提升不同步限值的計算分析流程“non-synchronism limitation”。以跨度、吊點的設置方式、吊點的數(shù)量以及相鄰吊點間距離為影響因素，分別分析各因素對吊點提升不同步限值的影響，并通過計算分析結果確定各因素與吊點提升不同步限值之間的相

7、互關系。為了綜合分析各個因素的影響，以正交理論為準則，建立162種標準網(wǎng)架計算模型，并采用“non-synchronism limitation”計算流程，分析各個結構采用整體吊裝方法施工時吊點不同步提升限值，并對已有的計算結果進行總結回歸，得出了大跨度網(wǎng)架結構整體安裝施工過程中吊點提升不同步限值的計算公式。 本文根據(jù)整體吊裝施工方法的特點，提出采用該方法施工的大跨度空間網(wǎng)架結構合理的施工流程。在此基礎上，結合結構施工過程中的具