復(fù)雜剛性鋼結(jié)構(gòu)施工過程力學(xué)模擬及計(jì)算方法研究.pdf

1、隨著我國綜合國力的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑形式呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)正朝著高、大、復(fù)的方向發(fā)展,復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的大跨、高層建筑愈來愈多,它們在施工過程中的力學(xué)問題也越來越受到廣泛的關(guān)注。施工過程中的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)成形狀態(tài)有很大差別,施工“路徑”和方式對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建造過程以及最終成形的竣工狀態(tài)都有很大影響,與一次成形的設(shè)計(jì)狀態(tài)下的分析結(jié)果有較大差別,需在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中加以考慮。本文以幾個(gè)著名的鋼結(jié)構(gòu)工程為背景,對(duì)復(fù)雜剛性鋼結(jié)構(gòu)施工

2、過程力學(xué)模擬中的一些計(jì)算方法進(jìn)行了較為深入和系統(tǒng)的研究,在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上提出了一些改進(jìn)的實(shí)用計(jì)算方法。本文的主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)根據(jù)橋梁施工力學(xué)中構(gòu)件安裝的三大定位原則,提出適用于建筑工程安裝過程的第四定位原則。
　　(2)針對(duì)直接生死單元法的“漂移”現(xiàn)象,提出了一種改進(jìn)方法——局部位形約束生死單元法,以抑制直接生死單元法中“死”單元的“漂移”,并給出在現(xiàn)有有限元平臺(tái)上具體實(shí)現(xiàn)的計(jì)算流程。
　　(3

3、)在已有的四種預(yù)變形方法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的預(yù)變形計(jì)算方法——局部位形約束正裝迭代法,以抑制正裝迭代法中“死”單元的“漂移”,并給出在現(xiàn)有有限元平臺(tái)上具體實(shí)現(xiàn)的計(jì)算流程。
　　(4)應(yīng)用本文提出的計(jì)算方法對(duì)幾種類型的復(fù)雜剛性鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際工程進(jìn)行了施工過程力學(xué)模擬,并對(duì)施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題如何在力學(xué)模擬中實(shí)現(xiàn)提出了相應(yīng)的解決方法。
　　1)對(duì)法門寺合十舍利塔主塔結(jié)構(gòu)施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行研究,探討施工力學(xué)模擬方法

4、在這種體型復(fù)雜的超高層建筑中的應(yīng)用。采用局部位形生死單元法對(duì)兩種施工方案進(jìn)行了施工過程力學(xué)模擬,提出了從力學(xué)角度出發(fā)的施工方案優(yōu)選的原則,并用力學(xué)模擬結(jié)果進(jìn)行了方案優(yōu)選。采用局部位形約束正裝迭代法進(jìn)行了法門寺合十舍利塔主塔結(jié)構(gòu)的預(yù)變形計(jì)算,并按確定的預(yù)變形位形進(jìn)行了正序安裝施工過程力學(xué)模擬。本工程的施工過程力學(xué)模擬獲得了良好的效果,成功指導(dǎo)了實(shí)際施工。
　　2)對(duì)大運(yùn)會(huì)主體育場的鋼屋蓋主體結(jié)構(gòu)的安裝過程進(jìn)行了施工過程力學(xué)模擬分析。

5、分析結(jié)果指導(dǎo)了施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題——卸載方案的確定,并對(duì)確定后的卸載方案進(jìn)行了專項(xiàng)施工過程分析。針對(duì)本工程胎架上千斤頂?shù)脑O(shè)置方式和卸載特點(diǎn),提出了溫控千斤頂單元法模擬施工階段的卸載狀況,在整個(gè)卸載過程中進(jìn)行了應(yīng)力和變形監(jiān)控,理論值和實(shí)測值吻合良好,施工過程力學(xué)模擬取得了很好的效果。
　　3)對(duì)新白云機(jī)場機(jī)庫鋼屋蓋工程的整體提升過程進(jìn)行了力學(xué)模擬,對(duì)提升過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行分析和研究,并對(duì)提升點(diǎn)的力學(xué)模型提出了一種改進(jìn)的方法,