【摘 要】
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大跨空间钢结构由于其良好的力学性能被广泛应用于多种大型建筑结构中,如航站楼、车站、体育场、剧场、会议展览中心等。随着建筑行业的发展,该类型的大跨结构在功能、造型、跨度等方面出现了更高的追求,因此大跨钢结构在设计与施工技术方面迎来新的挑战。本文依托邯郸市航站楼屋盖钢桁架工程,采用理论分析法、数值模拟法、对比分析法及实证法,从方案选取、方案可行性分析、方案论证等方面对空间大跨钢桁架结构的安装工艺进行了
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大跨空间钢结构由于其良好的力学性能被广泛应用于多种大型建筑结构中,如航站楼、车站、体育场、剧场、会议展览中心等。随着建筑行业的发展,该类型的大跨结构在功能、造型、跨度等方面出现了更高的追求,因此大跨钢结构在设计与施工技术方面迎来新的挑战。本文依托邯郸市航站楼屋盖钢桁架工程,采用理论分析法、数值模拟法、对比分析法及实证法,从方案选取、方案可行性分析、方案论证等方面对空间大跨钢桁架结构的安装工艺进行了研究,主要研究内容及成果如下:(1)从施工安装方法、施工力学理论、有限元软件三方面对现有大跨钢桁架结构的安装工艺理论进行论述与分析,为大跨钢桁架结构安装工艺研究提供理论基础,也为以后类似的工程提供理论依据;(2)结合现场与工程特点,初步选取适合本工程的安装方案,通过有限元(Midas Gen)仿真技术模拟该方案的吊装阶段,对吊装阶段的力学性能进行了分析,验证了吊装方案可行性的同时,也为类似工程钢桁架的吊装方案提供了技术思路;(3)利用Midas Gen有限元软件,进行该项目成型阶段的数值模拟,采用生死单元技术与正装分析法模拟屋盖钢桁架的成型过程,对每个施工步下结构的应力、位移最值响应进行了力学性能分析,对每个施工步下的稳定性能通过屈曲荷载系数进行了分析;验证了安装阶段成型方案可行性同时,也得出了空间大跨钢桁架结构在成型过程中主要力学性能变化规律,可用来指导类似工程的施工;(4)在卸载阶段,进行有限元(Midas Gen)数值模拟分析,结合成型阶段最后一步的计算结果,对结构由成型到卸载完成过程中的力学性能变化及稳定性进行了分析;在验证了安装阶段卸载方案可行性的同时,也得出了大跨钢桁架结构在卸载过程中主要力学性能变化规律,可用来指导类似工程的施工;(5)通过对结构整体沉降及卸载阶段局部杆件的监测,保证结构施工的安全;另外,通过监测与计算的结果对比分析,互相验证彼此的正确性。最终确认了本文所研究的钢桁架安装工艺思路可行,可用来指导类似工程的施工。
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