白浪河无轴式摩天轮钢结构施工过程模拟与监控

白浪河无轴式摩天轮采用创新的固定立体环状结构形式,其施工过程中风荷载和温度作用影响显著。为保障结构的施工安全和安装精度,采用非线性分步建模技术对结构施工全过程进行模拟分析;基于模拟结果确定了结构合拢温度和变形预调值,并对结构施工过程和加载过程关键杆件进行监测。结果表明:施工过程中温度作用所引起的结构应力可达60MPa,在分析时应考虑构件安装温度的影响;采用正装迭代法确定结构变形预调值可有效控制结构的最终位形,合理选择合拢温度可降低竣工后结构的应力水平,最大应力降幅达40MPa;施工过程和加载过程中结构关键杆件应力及位移均在可控范围之内,施工方案可行。研究成果可为类似结构施工提供技术支撑。     

深圳湾体育中心钢结构施工非线性时变有限元分析

对于复杂大跨度空间钢结构,施工过程对成型后的结构受力状态影响较大。通过对施工力学模拟中常用分析方法的研究,提出采用节点修正生死单元法作为施工力学分析方法,采用节点修正正装迭代法确定变形预调值,并将该方法通过算例进行验证,继而应用于深圳湾体育中心钢结构的施工力学模拟中,理论计算结果与实际监测结果吻合较好。研究表明:节点修正生死单元法和节点修正正装迭代法限制了"死"单元的过大"漂移",可以很好的控制安装位形,计算精度良好,算法稳定,是结构施工力学分析和变形预调值分析的有效方法,适用于类似复杂大跨度空间钢结构的施工力学模拟。     

腾讯(北京)总部大楼大悬挑钢结构施工全过程模拟与监测研究

通过ANSYS软件模拟分析施工全过程,得出钢结构安装预调值,制订可行的钢结构安装及卸载方案。使用智能测量机器人监测结构安装及卸载变形,同时采用光纤应变计监控安装及施工过程中应力变化,确保结构施工安全及变形可控。通过对施工过程中预调值的实施,以及结构卸载变形数据与应力监测数据的分析,发现预调值与结构荷载、支撑压缩变形有关。不同温度下,越靠近悬挑结构端部,结构变形受温度影响越明显。在结构卸载约5d内,结构内力重分布基本完成,结构趋于稳定。     

某大厦钢结构连廊施工过程仿真分析及监测

采用MIDAS/GEN对某大厦钢结构连廊施工过程进行了仿真模拟,分析了钢结构连廊在施工过程中各杆件的应力和变形分布。根据分析结果和施工方案,在钢结构连廊各关键杆件表面安装了应变和变形测点,以监控其施工过程中结构杆件位置的应力和变形的变化量。监测结果表明,本工程施工过程各杆件应力和变形实测值与理论值较为一致,施工过程钢结构连廊处于安全状态。     

杭州国际博览中心单层球面网壳结构施工过程分析

根据杭州国际博览中心超半球单层球面网壳结构特点及施工要求,确定"分条或分块安装"施工方案,并对分块吊装过程中的标准单元进行吊装分析,考察各吊装单元在吊装过程中的力学特性,采用所开发的施工全过程模拟技术建立了整个结构的施工仿真模型,并对其拼装方案和卸载方案进行了施工全过程分析,研究结构在施工过程中的力学响应规律。分析结果表明:吊装过程中吊装单元的应力比较低,结构处于弹性工作状态,吊装方案可以满足施工安全和装配精度的要求;结构拼装与卸载过程中最大应力比均在0.3以下,应力比较低,变形满足小于跨度的1/400的规范控制要求;所制定的施工方案合理,研究成果可以为结构施工安全和精度控制提供理论指导,也可为类似工程施工积累经验。     

超高层结构竖向变形与伸臂桁架安装控制方法研究

为在施工过程中采取有效的施工措施,控制完工后结构实际标高与设计标高的差异值以及伸臂桁架的附加应力,以西安金融中心为分析模型,综合混凝土收缩徐变理论、时变结构力学及有限元法等对不同伸臂桁架安装方案下的结构进行施工全过程仿真模拟,得到了施工过程中结构各层竖向变形变化规律以及不同安装方案下伸臂桁架附加应力。分析结果表明,混凝土收缩徐变在整个施工过程中所占竖向变形比例为47%～59%,伸臂桁架安装越早,结构封顶时产生的附加应力越大。结合控制论思想提出控制目标,通过实例给出超高层结构竖向变形与伸臂桁架安装控制方法,并验证方法的有效性。研究结果对超高层结构竖向变形变化规律的掌握具有参考价值,所研究的竖向变形和附加应力的控制方法对后续巨柱核心筒结构超高层施工具有指导意义。     

武汉火车站大跨度异形空间曲面钢结构变形控制技术

武汉火车站钢结构包括中央站房结构、楼面结构、雨篷结构和附属结构。中央站房和雨篷结构均为大跨度空间双曲双拱结构,其中中央站房主拱支撑最大跨度达116m,在安装过程中桁架自身柔性较大,变形控制难度很大。武汉火车站大跨度异形空间曲面钢结构通过施工前模拟计算,施工过程中确定合理的施工和卸载顺序并进行合理预起拱,把结构变形控制在允许范围,取得较好效果。     

复杂空间混合结构体系施工安全性有限元分析

西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程采用混合结构,体系复杂,给施工带来很多力学难题。采用BIM技术建立混合结构整体施工过程模型,利用有限元分析软件对不同施工方案进行力学模拟计算,分析各关键施工步结构的受力变形状态,并与设计状态做对比,选择最优施工方案,保证施工安全。最后提出结构的整体安装方案,结合施工效果对仿真分析进行验证。     

空间钢结构施工过程监测关键参数及测点布置研究

针对施工过程中监测关键参数的选择方法与测点布置原则进行研究。根据施工过程是否有动力效应,将监测类型分为静力监测和动力监测两种。基于静力平衡方程求解和结构施工系统稳定问题,提出静力监测关键参数应包括最大应力、最大变形、变化率最大的应力和变形、变化最大支座反力、失效模式特征参数、温度和风荷载;基于结构动力失稳和动力强度破坏模式,提出动力监测关键参数应包括最大振动加速度、振动频率、结构最大位移、构件最大应力、特征动力变形以及结构运动速度。根据施工过程结构和系统的数值分析以及施工过程结构的运动过程模拟结果,提出静力测点和动力测点应分布在失效模式最不利的位置,进而根据实际施工过程监测经验以及监测参数的性质,提出应将构件分为轴力构件和弯曲构件分别布置应变测点,变形测点应布置在节点处或构件中部。以"生命之环"钢结构工程施工过程监测为例进行对比分析,监测值与理论值吻合较好,验证了本文方法的有效性。     

基于结构健康监测的大直径球体高层支撑钢结构施工全过程性能评估

基于结构性态健康监测系统数据,对大直径球体高层支撑钢结构体系进行施工全过程的结构监控。根据结构设计超限情况,进行了不同传感器的测点布设,建立了以应力、应变、倾角位移和温度传感器为基础的结构健康监测系统;结合结构全施工过程模拟分析,对比评价了构件及结构体系在各施工阶段的应力和变形,并分析了球体顶部穹顶结构提升过程中结构的力学性态变化。根据模拟分析结果,结合监测系统采集的实测数据,验证了施工期构件及结构体系的安全性,评价了施工全过程环境温度对结构性能的影响,体现了结构健康监测对异形复杂建筑结构施工控制的有效性。     

长悬挑钢结构施工过程模拟与监测

悬挑钢结构施工过程中的一个重要环节是体系转换施工,这很大程度上决定了施工安全性和构件安装精度。采用有限元软件MIDAS对杭州西湖苹果旗舰店的施工全过程进行数值模拟,基于分析结果确定结构在各施工阶段下的应力与变形最大截面位置,并在施工过程中进行重点监测。结果表明:有限元模型能够较好地模拟该结构在各施工阶段下的受力状态,并且有助于评判现场监测数据的准确性和有效性。通过计算分析与现场监测,确保了结构在整个施工过程中的应力和变形始终处于容许范围之内。     

大跨度高空钢骨混凝土结构连廊施工模拟分析

大跨度高空钢骨混凝土结构连廊施工宜采用吊模体系。根据施工模拟原理,采用有限元分析软件ANSYS分析了淮北矿业办公大楼施工过程中钢骨混凝土结构连廊及支撑体系的应力和变形情况,验证了支撑结构的合理性,并根据分析结果,建议采取适当的措施控制其变形。采用钢悬索连接H型钢与竖向桁架以加强支撑体系后,钢骨混凝土结构及支撑结构施工过程最大位移与应力值减小,保证了施工过程的质量和安全。     

复杂地质条件下浅埋暗挖地铁车站施工期地面沉降量FLAC3D分析

浅埋暗挖地铁车站施工期地面沉降量对施工安全具有重要意义。北京地铁10号线苏州街车站为多套地层力学性质差异较大的复杂场地,根据地质勘察结果的地层三维空间分布状况,建立车站场地的三维地质模型;应用试验结果确定各类土层的物理力学参数;依据工程设计方案,概化洞桩法施工过程为6个施工步序;采用等效模拟的方法概化超前地层预加固;应用FLAC3D计算软件,优化开挖施工方案,模拟动态施工过程,分析各施工步序暗挖车站周围土体的变形量和地面沉降量;研究确定引起最大地面沉降量的施工步序。通过现已完成施工的导洞开挖步序施工变形监测结果与计算结果比较分析,验证计算结果的可靠性,根据计算结果预测地铁车站施工期的最终地面沉降量。     

复杂地质条件下浅埋暗挖地铁车站施工期地面沉降量FLAC3D分析

浅埋暗挖地铁车站施工期地面沉降量对施工安全具有重要意义.北京地铁10号线苏州街车站为多套地层力学性质差异较大的复杂场地,根据地质勘察结果的地层三维空间分布状况,建立车站场地的三维地质模型;应用试验结果确定各类土层的物理力学参数;依据工程设计方案,概化洞桩法施工过程为6个施工步序;采用等效模拟的方法概化超前地层预加固;应用FLAC3D计算软件,优化开挖施工方案,模拟动态施工过程,分析各施工步序暗挖车站周围土体的变形量和地面沉降量;研究确定引起最大地面沉降量的施工步序.通过现已完成施工的导洞开挖步序施工变形监测结果与计算结果比较分析,验证计算结果的可靠性,根据计算结果预测地铁车站施工期的最终地面沉降量.     

大型钢结构液压整体提升技术应用

基于大型钢结构液压整体提升技术的基本原理：在地面进行结构整体拼装,拼装过程中考虑预起拱;通过三维模型进行提升应力、变形分析;用液压提升设备系统逐步加载,计算机同步控制技术将拼装好的结构整体提升至设计位置,再高空补空安装,落架后使结构体达到设计就位受力状态,将其应用到东航机库工程和中银大厦工程中,通过在提升及落架过程中对杆件应力、支撑柱沉降进行监测,结果均符合规范及设计要求,为类似工程的施工提供借鉴经验.     

现浇预应力箱梁预拱、起拱分析与研究

针对现浇预应力箱梁施工过程中出现起拱偏大的问题，结合四号线南延段金洲站预应力箱梁施工控制较好的情况，通过预拱设置和起拱分析，介绍了控制预拱、起拱采取措施，确保施工后的结构外形尺寸。     

广州体育馆屋盖钢结构的安装施工

介绍目前国内跨度最大的体育馆钢结构屋盖的安装施工方法.施工前采用了结构仿真技术对安装方案每一工况进行了模拟验算,施工中采取搭设临时钢支撑,分段吊装、高空拼接成型的方法施工,并在钢支撑拆除过程及拆除后,对结构应力、应变及变形进行了测量,验证结构仿真结果.     

恒应变率下的岩石三轴动态变形过程模拟方法

针对岩石动态变形特点,首先引进Kelvin模型研究思路与方法,将岩石变形过程中的动态应力视为静态应力分量与动态应力分量的叠加,分别以黏性元件和非线性元件模拟岩石单元的动态应力分量与静态应力分量,并建立出岩石动态应力的力学分析模型;然后在此研究基础上,利用黏性元件的力学特性和统计损伤理论分别建立出黏性元件和非线性元件变形过程模拟方法,进而得到岩石三轴动态变形过程模拟方法,并提出其模型的参数确定方法;最后通过实例分析与讨论,表明该模型不仅能反映岩石动态变形过程的应变软化特性,而且能较好地反映加载速度或应变率对岩石三轴动态变形过程的影响,具有较强的合理性和可行性。     

咸阳市市民文化中心钢连廊预应力施工技术

对咸阳市市民文化中心青少年宫钢连廊预应力施工过程进行了施工模拟和现场施工监测。采用有限元软件SPA2000对预应力连廊施工过程进行模拟分析,施工现场对钢结构的安装精度、张拉过程中钢丝绳的拉力及钢结构的应力与变形进行监测。结果表明,模拟分析理论值与实际监测数据吻合较好,在预应力施工过程中结构处于弹性状态,结构安全,施工方案具有可行性。     

复杂钢结构施工力学问题的研究与应用

对大型复杂钢结构施工过程中存在的力学问题进行了剖析,探讨了解决这类问题的思路和方法。针对CCTV新台址主楼“塔楼倾斜”、“空间连体”及“大悬臂”的构成特点,通过施工分析给出了结构在施工过程中的安装变形预调值以及幕墙的变形情况,作为主楼施工及安装的重要依据。