焊缝收缩变形对屋盖合拢成型状态的影响研究

大跨度屋盖钢结构安装常采用胎架支承、分段拼装、分区合拢、整体拆撑等施工方法,实际施工过程中屋盖的安装分区及顺序、合拢分区及顺序、合拢温度、合拢时的焊接收缩变形均对结构的成型内力与变形有影响,也对屋盖支承胎架的受力分布与大小有影响.目前针对合拢顺序以及合拢时焊接收缩变形对整体结构成型状态的影响研究较少.首先从模拟单个构件的焊接过程出发,研究焊缝收缩给单个构件带来的变形.然后基于"等收缩量"原则在施工过程模拟分析中考虑焊缝收缩.建立了结构、胎架和焊缝单元的一体化模型,评估焊缝收缩对屋盖合拢过程中胎架承受荷载的影响.最后以深圳大运中心主体育场屋盖结构合拢分析为例,研究了合拢过程焊接收缩变形对胎架支承内力的影响.     

温度变化对CCTV新台址主楼大悬臂合拢的影响

CCTV新台址主楼大悬臂合拢前后两塔楼的受力性能和变形趋势由"单独受力,独立变形"转变为"共同受力,协调变形".而温度变化对合拢阶段结构的内力和位形有较大影响,尤其是对"七点对接"的7根构件是否安全有很大影响.计算温度内力的难点在于准确确定温度场,但目前<建筑结构荷载规范>GB50009-2001中没有给出建筑结构的温度场分布.针对CCTV新台址主楼在合拢阶段的情况,模拟了一天当中结构温度分布的变化,计算了此温差产生的内力和位移,验算了合拢构件的安全性,分析了对接构件的锁定温度内力的发展情况,为大悬臂合拢施工提供了依据.     

国家体育场大跨度钢结构温度场分析与合拢温度研究

结合国家体育场工程,对温度差异引起桁架结构的内力效应、太阳辐射吸收系数ρ的影响因素以及降低太阳辐射温升的措施进行了分析。通过分析统计得到结构各区域箱形构件的太阳辐射照度,合理地确定了温度场计算采用的各种参数及室内外风速及相应的热传导计算边界条件。采用有限元法计算了箱形构件各表面的辐射温度与构件的平均辐射温升,从而确定了“鸟巢”结构各区域内构件的辐射温度。明确提出大跨度屋盖结构的合拢与合拢温度要求,并根据历史气象温度记录与变化趋势、太阳辐射温升、结构设计的合理性以及结构施工的实际进程,综合确定在大跨度钢结构设计时采用的合拢温度与最大正、负温差。     

杭州奥体网球中心开合屋盖施工过程分析

以杭州奥体网球中心项目为研究对象,采用MIDAS Gen软件进行了开合屋盖安装过程施工分析.主要内容包括:考虑施工过程影响的整个安装过程的施工仿真分析;固定屋盖悬挑端、关键设备节点、活动屋盖悬挑端、支座节点等关键节点的受力和变形分析;考虑合拢温度的合拢结构分析.通过监测结构关键控制节点的变形及应力并与理论分析结果进行对比分析,分析结果对施工方案的优化及实施提供可靠依据,为今后类似工程提供借鉴和参考.     

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。     

国家体育场钢结构-"鸟巢"的安装与合拢控制

钢结构的合拢施工是整个钢结构安装过程中的一道重要工序,尤其是特大型异形钢结构。针对国家体育场钢结构的特点,从合拢的概念到具体要求,介绍了"鸟巢"结构合拢断面的选择、合拢温度的监测、合拢口的做法以及合拢的具体实施等施工技术措施。其中钢结构本体温度监测、合拢口的做法是合拢施工的核心环节,温度监测结果是决定合拢是否实施的依据。实践表明,国家体育场钢结构的合拢实施满足设计和相关规范的要求。     

连续刚构桥标高控制的参数识别和相对立模

采用先按规范和设计图纸取值计算桥梁结构理想状态,后根据实测结果进行参数识别修正模型参数的方法,能预测施工阶段的立模标高,采用相对立模标高较好地解决了温度变化对主粱标高的影响．应用于观音沙大桥监控过程中,确保了合拢精度,使成桥后的结构线型和内力满足设计要求。     

考虑施工影响的大跨度钢结构温度效应及敏感性研究

大跨空间结构体型新颖,结构受力复杂,该类结构建造过程时间长,施工过程中的温度效应将会对使用阶段的力学响应产生较大影响。首先利用有限元软件得到了整体结构太阳辐射下的不均匀温度场;在此基础上研究了构件安装温度对节点位移及构件内力计算结果的影响规律;根据结构特征,将整体结构分为不同的区域,利用概率设计分析方法研究了整体结构最大应力对各部分温度变化的敏感性大小;最后,研究了施工过程对结构温度响应的影响,提出了在有限元软件中精确考虑构件安装温度的方法,得到了杆件内力随环境温度变化规律会受到施工过程影响的结论。     

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。     

大跨度混凝土连续刚构桥的标高控制

采用先按规范和设计图纸取值计算桥梁结构理想状态,后根据实测结果进行参数识别修正模型参数的方法,较好地预测施工阶段的立模标高.应用于观音沙大桥的监控过程中,确保了合拢精度,使成桥后的结构线型和内力满足设计要求.