南昌综合广场大跨度空间异形曲面钢结构拆撑过程仿真研究

依托南昌综合广场大跨度空间异形曲面钢结构网壳结构,利用施工力学原理,基于有限元仿真软件MIDAS/Gen建立三维有限元模型,通过对比分析3种不同的拆撑方案,研究该钢结构在拆撑过程中临时支撑反力、应力和位移的变化规律,从而得出最优拆撑方案。并对最优拆撑方案在拆撑过程中的应力比和挠度进行验算,验证了应力比和挠度均满足结构稳定性要求。结果表明,提出的最优拆撑方案可以有效避免钢结构构件应力变化异常及主体结构局部位移过大等现象,可保证钢结构在拆撑过程中的可靠性和安全性。     

大跨度空间钢结构施工拆撑过程仿真模拟分析

南昌体育中心游泳馆屋盖采用大跨度空间钢桁架结构,为了对其施工拆撑过程中的应力和挠度进行研究,确保拟定的施工方案满足施工要求,基于等效杆端位移法,采用MIDAS/Gen有限元软件对其拆撑全过程进行仿真分析。根据实际施工方案,将拆撑过程分为4个阶段,详细分析了屋盖及临时支撑结构的应力、应变变化及分布规律。结果表明:该施工方案不会引起钢结构挠度和应力的突变,满足设计及GB50017—2003《钢结构设计规范》的要求。     

铜仁市奥体中心体育馆钢屋盖施工模拟分析北大核心CSCD

铜仁市奥体中心体育馆大型钢屋盖采用周边支承正放四角锥空间网格结构.因结构跨度大,施工精度要求高,不同施工方案对结构成型及落架过程中的变形及内力影响较大.为保证施工质量与施工安全,优化资源配置,根据此类大型空间网格结构常用的胎架支撑施工工艺提出两种施工方法:施工成型-结构落架搭接施工法、施工成型-结构落架顺序施工法,以及四种拆撑顺序:纵向顺次拆撑、纵向间隔拆撑、由内向外拆撑以及由外向内拆撑.在此基础上建立时变力学数值模型,通过数值仿真分析,对比不同方案施工过程中结构内力、变形、施工周期及资源消耗的差异.分析结果表明:采用施工成型-结构落架搭接施工法可大幅减少资源消耗;在合理安排拆撑顺序的前提下,不但能保证结构施工成型及落架过程中内力、位移变化平缓,而且可有效保证结构施工安全并顺利实现设计目标位形.研究成果可为类似周边支承大跨度空间网格结构施工方案选择以及施工仿真分析提供参考.     

体育馆大跨度空间网架拆撑过程力学分析试验

以某体育馆钢结构网架施工为研究背景,进行了大跨度空间网架拆撑施工过程力学分析研究。该体育馆网架采用整体提升法进行安装,设置了9个提升架作为整体提升过程中主要的承力结构。在初步拆撑过程中,提出将网架与提升架整体协同构建力学模型,采用有限元法和迭代技巧,分析了从千斤顶悬吊网架改进为提升架支承网架的两种施工方案在温度变化下的结构应力状态。通过对拆撑两个方案的计算结果分析和比较,评估了提升架支承施工方案替代悬吊方案的合理性和经济性,减少了设备占用与费用支出。并对网架提升和拆撑过程中部分杆件应力进行了实时监测,所得的实测值与计算值较为吻合,同时给出了网架拆撑施工技术的工艺指导。     

武汉I级阶地地铁车站深基坑换撑优化分析

近年来,武汉城市轨道交通正在大规模建设,尤其是长江I级阶地地区。设计单位为保证结构安全和稳定,计算和设计过程中习惯采用大直径钢换撑作为临时支撑。但是实际施工中大直径钢换撑会严重滞后主体结构施工进度,拆除阶段也十分困难。以武汉地铁21号线百步亭花园路站为背景,通过基坑监测反分析和数值模拟,分析了取消钢换撑和采用钢管对顶撑情况下围护结构的位移和应力情况,得到地下连续墙和支撑的位移和应力均满足设计要求,证明换撑优化方案的可行性,并通过基坑监测数据进行密切跟踪验证,保证工程安全顺利进行。本工程换撑优化方案的成功应用,加快了施工效率。     

江苏大剧院音乐厅钢屋盖施工模拟分析

以江苏大剧院音乐厅屋盖钢结构施工安装为背景,采用有限元软件MIDAS/Gen进行屋盖钢结构施工安装方案研究,考虑先施工主结构,后施工剪刀撑、主檩等次结构与主结构、剪刀撑、主檩等次结构同时施工两种不同的施工安装方案。结合现场施工条件,通过对比分析两种不同施工安装方案下结构最大应力、位移等评价两种方案的优劣,得出最优施工安装方案,并将部分理论计算结果同实际监测数据进行对比。研究表明采用有限元软件MIDAS/Gen进行屋盖钢结构施工全过程模拟是可行的,先施工主结构,后施工剪刀撑、主檩等次结构在保证安全施工的前提下可以缩短工期。为类似大型复杂钢结构工程进行施工模拟提供技术参考。     

拆撑对高层悬挑转换桁架结构内力的影响

高层悬挑转换桁架结构因受力特殊,施工阶段通常需在悬挑端设置临时支撑,而临时支撑在最终拆除时结构会发生内力重分布。以珠海横琴保利国际广场二期工程为例,介绍其拆撑施工技术,根据施工实际状态建立有限元分析模型,对拆撑过程进行了数值模拟,并与施工监测数据进行了对比。结果表明:拆撑过程中,桁架层悬挑端的实测竖向变形规律与模拟结果相符,实测数据均小于理论值,且最大值不超过3 mm,由此反映出悬挑转换桁架结构刚度较大,且拆撑过程安全可控。在此基础上,对悬挑结构的临时支撑拆撑敏感性进行了分析,包括:支撑反力的敏感性和支撑点位置的敏感性,得出:拆撑过程中某一支撑点失效后,邻近支撑的支撑反力会发生较大变化,尤其是反力较大和位于角部的支撑的敏感性较高。因此拆撑过程中应采取有效措施确保拆撑施工的安全。     

空间曲面钢结构临时支撑提前拆除方案及监测

临时支撑的提前拆除是大多数空间钢结构施工过程中必经一步,为保证拆撑过程的顺利进行,需要对拆撑方案进行理论分析、对拆除过程中的应力及变形实时监测。以国家网络安全人才与创新基地展示中心的空间曲面钢结构为实例,针对其造型奇特的特点,提出三种临时支撑拆撑方案,并进行模拟分析,包括单向逐次拆撑、由外到内拆撑及由内到外拆撑的顺序对拆撑过程依次进行模拟计算。结果表明:由内到外拆撑时结构综合受力性能最佳,将实际拆撑过程中监测的应力及变形数据与理论值对比分析,实际拆除过程中的应力及变形的变化结果与理论分析结果比较接近,该拆除方案安全可靠。     

扬州跳水游泳馆钢屋盖双向索桁架设计

扬州跳水游泳馆下部为3层钢筋混凝土框架结构,上部为钢结构屋面,钢结构屋面东西向长135.5m,南北向长71.7m,为大跨度承重杂交空间结构体系,主要包含正交平面桁架,单层网壳,正交双向索桁架3种空间结构形式.本文重点介绍了该工程中正交双向索桁架的结构布置方案及受力特点,详细给出了双向索桁架的找形分析,各种组合工况下非线性荷载态分析的过程及计算结果,并对两种软件的计算结果进行了分析.文章最后介绍了本工程中采用的大型索结构施工模拟分析方法,详细给出了桁架及网壳安装完成并拆撑、双向索桁架从高空引线就位到膜材安装完成每个施工步骤中结构的内力和位移状态,得到一些有价值的结论,供类似的工程设计参考.     

超大型钢桁架液压同步提升有限元分析

某工程顶部共设有4榀片式主桁架,12榀片式次桁架,桁架跨度达34 m,最大重量达45 t;因结构自重较大,安装位置较高,利用液压提升器将桁架整体提升,可降低现场高空施工量和安装施工难度。提升平台最大下挠度约6.8 mm,杆件最大应力比约0.48,满足提升要求;吊具最大应力约223 MPa,最大变形约0.33 mm,满足提升施工要求。3榀桁架跨中最大下挠度约9.6 mm,结构杆件应力比均小于0.5,桁架最大提升反力约451 k N;单片桁架提升工况下最大变形约3.3 mm,杆件应力比均小于0.5,满足提升要求。