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

1、隨著我國綜合國力的提高和經(jīng)濟的發(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)計成形狀態(tài)有很大差別,施工“路徑”和方式對復(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)計狀態(tài)下的分析結(jié)果有較大差別,需在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中加以考慮。本文以幾個著名的鋼結(jié)構(gòu)工程為背景,對復(fù)雜剛性鋼結(jié)構(gòu)施工

2、過程力學(xué)模擬中的一些計算方法進行了較為深入和系統(tǒng)的研究,在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上提出了一些改進的實用計算方法。本文的主要研究工作及創(chuàng)新點如下:
　　(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)針對直接生死單元法的“漂移”現(xiàn)象,提出了一種改進方法——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)有有限元平臺上具體實現(xiàn)的計算流程。
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3、)在已有的四種預(yù)變形方法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進的預(yù)變形計算方法——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)有有限元平臺上具體實現(xiàn)的計算流程。
　　(4)應(yīng)用本文提出的計算方法對幾種類型的復(fù)雜剛性鋼結(jié)構(gòu)實際工程進行了施工過程力學(xué)模擬,并對施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題如何在力學(xué)模擬中實現(xiàn)提出了相應(yīng)的解決方法。
　　1)對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兩種施工方案進行了施工過程力學(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)果進行了方案優(yōu)選。采用局部位形約束正裝迭代法進行了法門寺合十舍利塔主塔結(jié)構(gòu)的預(yù)變形計算,并按確定的預(yù)變形位形進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)了實際施工。
　　2)對大運會主體育場的鋼屋蓋主體結(jié)構(gòu)的安裝過程進行了施工過程力學(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,并對確定后的卸載方案進行了專項施工過程分析。針對本工程胎架上千斤頂?shù)脑O(shè)置方式和卸載特點,提出了溫控千斤頂單元法模擬施工階段的卸載狀況,在整個卸載過程中進行了應(yīng)力和變形監(jiān)控,理論值和實測值吻合良好,施工過程力學(xué)模擬取得了很好的效果。
　　3)對新白云機場機庫鋼屋蓋工程的整體提升過程進行了力學(xué)模擬,對提升過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進行分析和研究,并對提升點的力學(xué)模型提出了一種改進的方法,