大跨度复杂空间钢结构施工全过程受力分析与监测

目录

摘要............................................................................................................................I Abstract.............................................................................................................................II 目录.........................................................................................................................IV Contents.........................................................................................................................VII 插图清单......................................................................................................................VIII 表格清单..........................................................................................................................X 第一章绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2大跨度空间钢结构的分类及发展 (3)

1.2.1大跨度空间钢结构的分类 (3)

1.2.2大跨度空间钢结构的发展 (3)

1.2.3国内外研究现状 (4)

1.3本文研究的意义和主要内容 (5)

1.3.1本文的研究意义 (5)

1.3.2本文的主要内容 (5)

第二章大跨度空间钢结构安装施工方法 (7)

2.1施工安装方法概述 (7)

2.2大跨度空间钢结构安装施工常用方法 (7)

2.2.1分条（块）吊装法 (7)

2.2.2高空散装法 (8)

2.2.3高空滑移法 (9)

2.2.4整体安装法 (11)

2.2.4.1整体吊装法 (11)

2.2.4.2整体顶升法 (12)

2.2.4.3整体提升法 (12)

2.2.5混合安装法 (12)

2.3大跨空间结构新颖安装方法 (12)

2.3.1网壳结构外扩法 (13)

2.3.2整体张拉法 (13)

2.3.3提升悬挑安装法 (13)

2.4庐江县体育中心体育馆钢结构施工安装方法的选定 (13)

2.5本章小结 (14)

第三章大跨度空间钢结构施工阶段数值分析原理 (15)

3.1施工力学基本理论 (15)

3.1.1时变施工力学理论 (15)

3.1.2大跨度空间钢结构的施工时变性 (17)

3.1.3关于时变结构理论的施工力学的分析应用 (18)

3.1.4大跨度空间结构的施工力学效应 (19)

3.1.5大跨度空间钢结构考虑施工过程的计算理论 (19)

3.2大跨度空间钢结构的实用计算方法 (21)

3.3安装施工落架过程分析理论 (22)

3.4MIDAS软件的施工分析原理 (24)

3.4.1MIDAS软件介绍 (24)

3.4.2MIDAS软件对施工过程分析原理 (24)

3.5本章小结 (25)

第四章庐江县体育中心体育馆施工全过程模拟分析 (26)

4.1庐江县体育中心体育馆工程概况及特点 (26)

4.1.1工程概况 (26)

4.1.2体育馆屋盖工程特点 (27)

4.1.3钢结构屋盖施工过程中的重点和难点 (28)

4.2有限元模型的建立 (31)

4.2.1庐江县体育馆屋盖安装施工方案的选择 (31)

4.2.2体育馆屋盖施工过程中的荷载 (31)

4.2.3有限元模型 (32)

4.3施工过程模拟分析 (34)

4.3.1施工过程计算简图 (34)

4.3.2施工过程模拟计算 (35)

4.4本章小结 (41)

第五章庐江体育馆大跨度钢结构应力应变及位移监测 (42)

5.1庐江体育馆施工现场监测内容 (42)

5.1.1庐江体育馆施工现场监测目的和意义 (42)

5.1.1庐江体育馆施工现场监测内容 (42)

5.2庐江体育馆施工现场监测方案 (43)

5.2.1庐江体育馆钢结构桁架应力监测 (43)

5.3庐江县体育中心体育馆实际施工监测数据分析和对比 (47)

5.3.1庐江县体育馆应力监测 (47)

5.3.2监测结果与数值模拟结果进行对比分析 (48)

5.3.3庐江体育馆位移监测 (52)

5.4数值模拟结果与监测结果产生差异的原因分析 (57)

5.5监测对施工过程的作用 (57)

5.6本章小结 (57)

第六章结论与展望 (59)

6.1结论 (59)

6.2下一步的工作和展望 (59)

参考文献 (61)

致谢 (64)

作者简介及读研期间主要科研成果 (65)

Contents Abstract.............................................................................................................................II Contents.........................................................................................................................VII List Of Figures..............................................................................................................VIII List Of Tables...................................................................................................................X Chapter1Introduction. (1)

Chapter2Large-span steel structure installation and construction methods (7)

Chapter3Large-span steel structure construction phase numerical analysis theory (15)

Chapter4Lujiang,s County Sports Center Gymnasium construction simulation analysis of the entire process (26)

Chapter5Lujiang,s stadium large-span steel structure of stress and strain and displacement monitoring (42)

Chapter6Conclusion and prospect (59)

References (61)

Compliments (64)

Resume Of Author (65)

插图清单

图1-1中国国家大剧院外观图 (1)

图1-2广州白云国际机场外观图 (2)

图2-1分块吊装就位图 (8)

图2-2高空散拼单元安装 (9)

图2-3高空滑移法安装 (10)

图2-4庐江县体育馆桁架梁实际吊装施工图 (11)

图3-1荷载缓和体系(Load relieving system) (16)

图3-2生死单元技术计算流程 (22)

图4-1庐江县体育馆效果图 (26)

图4-2庐江县体育馆实际施工图 (27)

图4-3庐江县体育馆内部实际施工图 (27)

图4-4体育馆屋盖结构布置图 (28)

图4-5屋盖上弦支撑结构布置图 (28)

图4-6屋盖下弦支撑结构布置图 (28)

图4-7马道平面布置图 (28)

图4-8柱顶橡胶垫铰支座 (29)

图4-9杆件拼接节点图 (29)

图4-10体育馆桁架实际吊装图 (30)

图4-11体育馆桁架实际吊装定位图 (30)

图4-12体育馆屋面轴测图 (32)

图4-13体育馆屋盖在自重作用下坐标Z方向的位移等值线和变形图 (33)

图4-14体育馆屋盖在自重作用下在坐标Z方向的弯矩图 (33)

图4-15体育馆屋盖在自重作用下各杆件轴力图 (34)

图4-16体育馆屋盖在自重作用下各杆件在坐标Z方向的剪力图 (34)

图4-17连接点编号图 (35)

图4-18本文使用的模拟单元图 (35)

图4-19体育馆屋盖第六榀主桁架模型图 (35)

图4-20工况一模型图 (36)

图4-21工况二模型图 (36)

图4-22工况三模型图 (36)

图4-23工况四模型图 (37)

图4-24工况五模型图 (37)

图4-25工况六模型图 (37)

图4-26工况七模型图 (38)

图4-27工况八模型图 (38)

图4-28工况九模型图 (38)

图4-29工况十模型图 (39)

图4-30第六榀桁架节点编号及测点编号图 (39)

图5-1DH3819无线静态应变采集器图 (44)

图5-2计算机采集数据图 (44)

图5-3第六榀桁架可以布置测点示意图 (44)

图5-4测点应变片和导线布置图 (45)

图5-5应变片接线端接线图 (45)

图5-6补偿片导线接线图 (45)

图5-7使用PVC管对采集器保护图 (45)

图5-8应变片和导线连接完成图 (46)

图5-9测点1模拟值和实测值对比图 (49)

图5-10测点2模拟值和实测值对比图 (49)

图5-11测点3模拟值与实测值对比图 (50)

图5-12测点4模拟值和实测值对比图 (51)

图5-13测点5模拟值和实测值对比图 (51)

图5-14测点6模拟值和实测值对比图 (52)

图5-15拓普康GTS-722全站仪图 (53)

图5-16节点号258位移模拟值和实测值对比图 (54)

图5-17节点号259位移模拟值和实测值对比图 (54)

图5-18节点号875位移模拟值和实测值对比图 (55)

图5-19节点号416位移模拟值和实测值对比图 (55)

图5-20节点号923位移模拟值和实测值对比图 (56)

图5-21节点号323位移模拟值和实测值对比图 (56)

表格清单

表4-1测点轴力表 (40)

表4-2测点应力模拟结果表 (40)

表4-3杆件节点位移表 (41)

表5-1测点应力实测结果表 (48)

表5-2测点位移实测结果表 (53)

第一章绪论

1.1引言

最近几年来，随着我国经济的高速增长，人们对生活质量、建筑外形结构的要求不断提高，各种新型结构不断涌现，其中大跨度空间钢结构在国内取得了飞速发展且被普遍应用，就是一个典型例子。而且现在这种结构的跨度愈来愈大，类型也变的纷繁复杂。大跨度钢结构不仅形式漂亮，而且具有出色的力学性能和抗震作用。其次，钢结构还具有其他几种很好的性能，如实用、经济和安全等性能，以上这些优点使大跨度复杂钢结构成为自改革开放以来发展最迅速的结构形式。其中，中国国家大剧院[1]和广州白云国际机场[2]都是我国国内非常著名大跨度钢结构，跨度都非常大，广州白云国际机场的跨度都超过了300m。大跨度钢结构的发展情况现在已经成为衡量一个区域建设水平的最重要的标准，，所以各国科学技术研究者都非常重视大跨度钢结构的理论创新和技术研究[3-7]。

图1-1中国国家大剧院外观图