一种改进的建筑结构施工模拟计算方法及其应用

建筑结构在恒载下的内力计算需要合理考虑施工过程的影响.对所有施工步进行独立的有限元分析需要耗费比较多的计算时间,本文基于施工过程中结构变化的特点提出了一种改进算法,实际工程算例表明改进算法可以大幅降低施工模拟计算的耗时.传统的按层指定施工次序的方式并不能满足超高层、连体等复杂建筑结构的施工模拟需求,本文改进的计算方法,允许对构件任意指定施工次序和考虑拆除部分构件.实际工程算例表明,利用这些改进可以更加准确地计算复杂结构的恒载内力.     

复杂随形拱壳混凝土结构施工过程模拟与方案优化

考虑随形拱壳混凝土结构形状复杂、施工过程受力变化大等因素的影响,结合现有混凝土结构施工方案和施工过程数值模拟方法,建立了大型复杂随形拱壳混凝土结构施工阶段模拟的有限元分析模型,有效模拟了大型复杂随形拱壳混凝土结构施工阶段的受力状态.通过计算各阶段模板支撑体系荷载设计值和拱壳结构的内力大小,并调整模板拆卸方式和拱壳上部结构施工次序进行施工方案优化设计.分析结果表明,通过改变逐层模板拆卸方式和拱壳上部结构施工次序,能调控模板支撑体系和拱壳结构受力的状态,优化后的施工方案既能满足模板支撑体系设计要求,又能保证拱壳结构的安全性.     

第七届世界军运会主赛场车辐式索承网格钢结构屋盖设计

以第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖为例,对车辐式索承网格钢结构屋盖进行初始预应力状态分析、静力弹性分析、施工模拟分析和结构稳定性分析。采用MIDAS Gen软件建立结构模型,分析车辐式索承网格钢结构屋盖在规范规定的荷载单工况和组合工况下的内力和变形,并对比各工况下车辐式索承网格钢结构屋盖相对于初始预应力状态下的内力变化情况,对索张拉施工全过程进行模拟分析,对结构模型模态进行分析。结果表明,车辐式索承网格钢结构屋盖在各工况下的验算结果均满足规范要求,初始预应力状态分析与施工模拟分析的构件内力和变形基本吻合,施工模拟全过程分析的构件内力均小于静力弹性分析,稳定性分析结果表明结构具有足够的安全储备。     

非线性施工模拟算法研究

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第3. 11. 4条第2款规定:弹塑性分析时,复杂结构应进行施工模拟分析,并以施工全过程完成后的内力作为初始状态。根据该条规定,多数情况下施工模拟成为结构大震弹塑性分析的必要准备工作。为实现施工模拟后的内力与后续地震波作用下的弹塑性内力无缝对接,防止出现地震波作用初期出现结构不平衡所产生的不稳定现象,保证弹塑性分析最终结果的可靠性,提出了一种专用的非线性施工模拟算法,该算法直接采用非线性单元以及材料弹塑性本构关系进行计算,解决了传统线性施工模拟算法存在的问题,并进行了加速处理。     

世界大学生运动会主体育场施工过程模拟分析

世界大学生运动会主体育场具有大悬挑、折面刚度大以及自重产生内力所占比例大的结构特点,其施工过程中的内力和变形变化复杂,时间效应和路径效应对结构的影响相对较大,因此在施工过程模拟分析中不能仅考虑成型结构在不同荷载组合下的受力和变形.采用一次性建模法跟踪模拟世界大学生运动会主体育场的施工过程,得出结构内力和变形的发展趋势及...     

大跨度平板网架结构高空散装施工模拟与监测分析

为了解决结构杆件多、节点多、运输及吊装等网架施工难题,针对佛冈体育馆屋面平板网架工程,利用Midas/Gen有限元软件进行数值模拟分析,确定了网架高空散装的合理施工顺序。施工前采用该有限元分析方法进行施工模拟分析,同时建立了一套先进的同步监测方法应用于钢网架的施工质量控制,获取大跨度平板网架安装过程构件内力和结构挠度的变化规律,有利于确保工程建设安全可靠。     

CCTV新台址主楼施工模拟分析及应用研究

根据施工模拟方法的原理,提出CCTV新台址主楼的施工模拟分析方法,在设计过程预先考虑施工进度上限、下限进行结构包络设计。计算分析表明,施工模拟分析方法模拟CCTV新台址主楼结构可以较为准确地反映恒载作用下结构的变形和内力分布,是很有必要的。在建造期间根据承包商实际采用的施工过程进行了施工模拟分析的调整和对比分析,结果表明结构锁定内力仍满足结构承载力要求;同时介绍了悬臂段合拢方案的细化施工模拟及关键工况分析。     

高巨型转换梁叠合浇筑施工有限元分析

采用大型有限元软件对马来西亚某大楼高巨型梁式转换层结构的叠合浇筑施工过程进行了计算分析,分别模拟对比了一次性浇筑完成及采用叠合浇筑依次浇筑的施工方法,研究了施工过程中转换梁、模板支撑和下层梁板结构的内力及变形情况,通过有限元计算的全过程施工模拟,提出采用叠合浇筑法施工时高层建筑梁式转换层结构的模板支撑及下部结构设计和施工建议。     

盾构施工隧道衬砌内力及地表沉降计算

讨论盾构法施工时隧道衬砌内力及其附近地表沉降的有限元计算。包括土工结构建造过程的有限元模拟方法，模拟隧道衬砌的Ｍｉｎｄｌｉｎ曲梁单元，施工过程中洞室超挖量的数值处理方法等。最后通过一实际问题的计算表明本文所建议方法是有效的，并讨论了一些有关的问题。     

某大跨度空间钢管桁架拱门结构设计

以某标识性拱门项目为例,介绍了大跨度空间钢管桁架的设计要点.采用MIDAS软件对结构进行整体受力和位移分析、非线性稳定性分析、复杂节点受力分析以及施工阶段模拟分析.分析结果表明,该结构位移及强度满足规范要求,其整体稳定性较强,关键复杂节点受力性能良好,施工阶段模拟分析能够保障支撑胎架拆除阶段整体的结构安全性.对于类似大跨度项目,应对结构关键节点进行针对性分析,并充分结合现场施工组织,对施工过程中结构内力变化进行综合评估.     

快速实用施工模拟分析的实现

研究施工模拟分析的基本原理和快速实现方法,并基于能反映结构逐层施工、荷载也逐层施加的施工模拟分析模型,实现快速施工模拟分析。研究表明,现有软硬件技术条件下,施工模拟计算的效率可以满足实际工程分析的要求。     

张弦梁结构预应力损失的分析与补偿方法

在理想预应力设计的基础上,对张弦梁结构的施工阶段和正常使用阶段的预应力损失进行了研究;对不同类型的预应力损失提出了相应的分析与补偿方法,并结合已建工程,采用顺序循环法,探讨了钢束的分批张拉损失,可供工程设计者参考。     

2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶预应力大跨度钢结构设计研究

2008奥运会羽毛球馆屋盖钢结构采用弦支穹顶结构体系,由上弦单层网壳、下弦环索与径向拉杆、竖向撑杆组成。在设计中建立屋盖钢结构和下部看台结构整体有限元计算模型进行结构分析。在综合考虑工程的重要性、结构几何力学特点、预应力损失、施工缺陷等多种因素的基础上,对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况进行组合,分别进行结构施工阶段及结构使用阶段的内力、变形和体系稳定分析。在大量计算和分析基础上,对结构几何体系和构件进行了优化设计。在设计中运用单元逐次激活技术,模拟预应力张拉施工过程,并考虑施工临时脚手架刚度的影响进行施工模拟分析。对于索撑节点采用三维实体有限元分析方法,运用接触分析技术,计算索撑节点预应力摩擦损失,并结合施工监测,确定预应力损失值;采用非线性弹簧系统,模拟索撑节点预应力损失并研究了其对整体结构的影响。     

拱支预应力网架结构的预应力全过程分析方法

以武汉长江防洪模型试验大厅为工程背景,提出一种新型的杂交空间结构体系：拱支预应力网架结构一结合该结构体系的特点,从索初始形变的角度出发,建立了该结构的刚度法理论,并提出了预应力全过程分析的混合影响矩阵法、循环迭代逼近法、索初始形变“顺序分析法”以及索张拉力“顺序分析逆迭代法”等方法,形成该结构预应力全过程分析的完整理论,不仅适用于拱支预应力网架结构,也适用于其它类似的杂交空间结构。最后,通过长江防洪模型试验大厅工程实际算例验证了该方法的准确性和有效性。     

几何非线性卸载技术在超大悬挑钢平台施工中的应用

大连国际会议中心项目运用Midas7.8版本软件的施工顺序加载分析模块对该项目的超大悬挑部分卸载过程进行了施工模拟分析,对比传统的线性卸载方法,指出了超大悬挑钢结构平台的卸载需要考虑几何非线性的情况,可为类似工程的加工和安装提供指导。     

杂交空间结构的预应力全过程分析方法

杂交空间结构系由不同类型的单一结构形式组合而成的空间结构体系,预应力全过程分析是其关键和难点。结合几类典型的杂交空间结构工程实践,详细讨论了不同结构形式中采用的预应力模拟和全过程分析方法,提出了初始形变迭代分析法、初始形变顺序分析法、升温降温法、模拟千斤顶法、影响矩阵迭代法等预应力分析方法,完善了杂交空间结构的预应力分析理论,并通过对实际工程的分析验证了这些方法的准确性。     

施工索桥对某特大桥施工控制的影响计算分析

针对施工索桥的修建对野三河大桥施工的影响,基于非线性有限元的理论对其进行了施工全过程计算分析,计算分析结果表明:施工索桥的修建对主墩变形和最大悬臂状态的T构受力的影响较大,对临时横撑与桥墩连接部位的局部混凝土的受力极为不利,施工索桥荷载作用下混凝土收缩徐变效应明显.     

施工期桥梁风险评估

针对目前国内对于桥梁施工过程中的风险评估研究较少的现状,结合当前工程风险分析、桥梁结构分析、结构可靠度分析的最新进展,从适用于工程实际及科研创新的角度出发,重点对桥梁工程施工期风险分析实用方法体系进行了深入研究。     

区域建筑业发展竞争力动态评价研究——基于时序全局主成分分析

建筑业与区域经济发展具有高度关联性,并且随着地区经济发展更多地呈现出产业触及面广、多动力驱动发展以及差异性的特点。结合区域经济和建筑业发展的关联性,从影响建筑业发展的内外部因素方面入手构建区域建筑业发展竞争力动态评价指标体系,以时间为发展轴基于时序全局主成分分析和层次聚类分析对区域建筑业发展竞争力进行动态评价、分等级排序。研究结果表明,各省市建筑业发展竞争力来源方向具有差异性,并且处于动态的变化之中,与之相关的竞争力指标除建筑业本身的规模之外,也与地区经济、社会发展水平等密切相关,通过分析建筑业竞争力来源的差异性为提高建筑业发展水平提出合理化建议。     

苏州火车站大跨度屋盖结构设计

大跨度空间菱形桁架是基于建筑造型产生的一种新型桁架形式。详细介绍了苏州火车站空间菱形交叉桁架屋盖结构体系的设计要点,包括结构体系的布置特点、荷载取值、静动力分析、施工模拟分析、防连续倒塌分析及多维多点输入分析等,相关分析方法以及专项计算结果可供类似结构的分析、设计参考。