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。     

多层大悬挑钢结构施工全过程仿真分析研究

内蒙古伊旗全民健身体育中心工程上部结构采用多层大悬挑结构。大悬挑桁架根部应力高度集中,是结构的关键部位;位于悬挑桁架上弦处的楼板受拉、下弦处的楼板受压,楼板浇筑时机对结构体系受力、楼板本身受力状态有非常大的影响。采用Midas/Gen软件建立有限元模型,通过单元的“激活”与“钝化”建立施工过程的力学模型,对主体结构的施工安装过程、楼板刚度形成次序及关键构件安装次序进行计算模拟,分析了施工过程中结构内力变化及变形,得到了最佳施工安装方案。该方案在临时支撑部分卸载后安装悬挑根部构件,使关键构件内力得到优化,有效解决悬挑根部应力集中问题;在临时支撑完全卸载后浇筑桁架上弦处楼板,有效地减小了位于桁架上弦处混凝土楼板的拉力。     

北京地铁天安门西站“暗挖逆筑法”施工技术

介绍了北京地铁天安门西站工程采用的“暗挖逆筑法”施工技术 ,分析了施工中实测的地表沉降、围岩压力和支护结构内力。“暗挖逆筑法”在暗挖条件下进行逆筑施工 ,有机地结合了“逆筑法”和“浅埋暗挖法” ,具有经济、安全、施工速度快等特点 ,能较好地适用城市繁华地区大型地下工程的施工。     

基于逆吊实验原理的空间结构形态数值创建方法

逆吊实验法是一种基于力学平衡原理的零弯矩结构形态创建方法,在结构形态学早期发挥了重要作用。为克服逆吊实验存在的模型相似律和测试精度等问题,提出一种将逆吊实验思想与数值模拟方法相结合的“数值逆吊法”,利用非线性有限元技术来实现逆吊结构形态的数值创建。该方法采用柔性索膜单元模拟逆吊结构,通过引入可变弹性模量技术并结合二分法实现对逆吊结构形状的精确控制。利用该方法对一逆吊实验模型进行数值模拟,并与试验结果进行比较,证明数值方法的精确性。在此基础上,通过调整各种约束条件研究了实现逆吊结构形态多样化的途径。利用所提方法对实际工程进行形态创建分析,证明了该方法在实际工程应用方面可行。     

大跨度钢屋盖卸载过程力学模拟与分析

深圳大运会主体育馆钢屋盖采用单层折面空间网格体系,空间形体复杂,结构杆件的空间定位控制精度要求高,安装难度大。为了提高这种空间结构施工成形的安装精度,采用对安装位形较易控制的施工方法——多点胎架支撑高空散装法。屋盖主体结构合拢安装完毕后进行胎架卸载,这个过程是胎架逐步退出工作,主体结构逐步承担荷载的转换过程。不同的卸载方式会对胎架及主体结构受力过程产生不同的影响,需在结构设计和施工中加以考虑。对大运会主体育馆钢屋盖建立有限元模型,采用温控千斤顶单元法进行卸载阶段的力学模拟和分析;跟踪卸载过程中结构及胎架的内力和变形的发展过程,并和实测结果进行比较,为设计和施工提供理论依据。     

刚性大跨度空间结构卸载技术研究进展

刚性大跨度空间结构的安装施工周期较长,施工过程中常以卸载点处的竖向支撑保证临时结构的空间刚度和承载力,待实施卸载后,方可达到设计位形。对卸载含义及机理进行了详细阐述,从而引出了卸载技术的研究现状,并着重介绍了工程中常用的卸载工装及其对应的卸载过程力学分析方法;最后,总结了有限元软件在结构卸载分析中的优势,在此基础上,对有限元单元法在结构卸载分析中的应用前景做了展望。     

于家堡交通枢纽站房网壳施工仿真分析与监测

采用ANSYS有限元分析软件对于家堡交通枢纽站房“贝壳”形空间网壳结构的施工过程进行数值模拟,按照实际施工步骤,利用单元生死技术分析了结构关键杆件的应力变化过程,对提升工序进行了详细分析;为确保施工过程的安全,针对该结构中同时受到较大的轴力、剪力、弯矩及扭矩作用的的箱形截面构件,制定了专门的监测方案,将数值模拟位移结果与实际监测数据进行对比;利用非线性弹簧单元模拟了该工程支座的受力特性,基于该工程双支座的受力特征,重点研究了施工过程中支座位移的变化趋势.研究表明:由于施工顺序及温度的影响,各支座产生不同程度的位移,应采取措施加以固定;提升施工中提升点附近应力较大,卸载后残余应力较小;模拟结果与实际监测结果吻合较好,证明该施工模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足施工要求.     

ANSYS单元生死技术软件在结构设计及施工中的应用

常规的结构设计基本上是建立在静态的力学模型基础上进行分析计算的,结构的刚度或者边界条件随时问变化的时候,常规的设计方法就有一定的局限性了.ANSYS程序中的单元生死技术可以通过改变单元的状态来模拟结构刚度或边界条件随时问变化,通过两个实际工程的ANSYS计算模型,说明生死单元在结构设计及施工中的应用,展现了有限元技术成为结构人员强有力帮手的必然趋势.     

索穹顶无支架提升牵引施工技术及全过程分析

索穹顶施工是将索杆系经由无应力组装状态、低应力松垂状态向高应力成型状态转变的过程。基于索穹顶无支架提升牵引施工方法,在地面组装内拉环和脊索网,随后续提升牵引在低空组装其它索杆系;以外压环为支座利用工装索交替提升内拉环和牵引外脊索,直至外脊索与外压环连接就位,对外斜索同步张拉结构成型。该方法高空作业少、张拉效率高。基于非线性动力有限元的索杆系静力平衡态找形分析方法,建立整体运动方程,通过一级动力平衡迭代和二级模型更新迭代,由初始静力不平衡态,经由动力平衡态收敛于静力平衡态,并通过总动能峰值及时间驻点确定、时间步长自动调整和静力平衡态检验等,保证分析结果的稳定和高效。结合索穹顶实际工程进行了提升牵引和张拉全过程分析及扰动稳定分析,研究结果表明：索杆系位形经历了分别与提升牵引、牵引张拉初期和张拉后期对应的悬垂、调整和刚化3个阶段;脊索网呈“ω”形是保证索杆系低应力悬垂位形稳定的重要条件之一;位形调整阶段存在“拐点”,拐点的位形稳定性在全施工过程中最弱,在高矢跨比索穹顶中应特别关注。     

空间管桁架结构体育馆施工全过程模拟分析与健康监测

利用有限元软件ABAQUS中的生死单元法模拟空间管桁架结构施工过程的吊装阶段,把模拟得出的杆件应力与节点位移结果作为模拟施工过程卸载阶段的初始条件。利用支座位移法对卸载阶段进行模拟,同时对比了3种卸载方法,并将分级分步卸载方法的模拟数据与健康监测数据进行对比,验证了模拟方法的可行性。结果表明:以吊装阶段结果为初始条件的卸载过程模拟可以找出临时支撑上部在施工过程中受往复荷载的杆件,施工中应增强这部分杆件的加固措施;分级分步卸载可以防止结构杆件应力与节点位移变化过快,避免整体结构由此产生设计中未考虑到的动力响应;模拟结果与实际健康监测数据较为吻合,分级分步卸载为最佳的卸载方案,在实际工程中更为适用。     

脚手架在高边坡治理工程中的应用

介绍高边坡加固工程中脚手架搭设的要求、特点及受力情况,设计了加固施工中作为安全维护用脚手架的搭设形式,并对边坡治理工程施工中安全防护的措施作了简要的描述。     

考虑MDLAC损伤识别指标的桁架结构损伤识别方法

基于多损伤置信判据(MDLAC)的建筑工程结构健康损伤监测识别方法,在损伤力学的基础上通过建立建筑工程结构损伤识别方程,将工程结构损伤演化问题转化为数学线性方程进行求解,实现了对工程结构的损伤进行准确定位,判断和量化出了工程结构的损伤程度。     

某厂房钢结构桥架固定新工艺

传统的桥架支架固定采用钢梁开孔或焊接方式,这两种做法一方面影响其承重能力,另一方面影响使用年限。结合工程实际,提出一种新式桥架安装方法——卡夹式吊架。经试验对比,指出卡夹式吊架对电缆桥架整体的安装质量有很强的控制能力。同时对其特征、施工技术、作用机理及注意事项进行介绍。     

研究生岩石力学课程教学改革探讨

岩石力学既是一门富含理论,又是一门实践性很强的工程学科。作为岩土工程、水利水电工程、隧道工程以及矿业工程等专业研究生的重要专业基础课之一。为满足日益发展的基础设施建设对岩石力学高层次人材的需求,研究生岩石力学教学改革势在必行。文章在详细分析岩石力学课程教学主要特点的基础上,对目前中国高校研究生岩石力学教学中存在的问题进行了探讨,结合教学实际情况,提出了今后研究生岩石力学课程教学改革的思路及指导思想。     

某拱桥缆索吊装施工塔架设计分析

以福建省寿宁县江瑶大桥的缆索吊装施工方案为工程背景,对初步设计的缆索吊装塔架结构进行了系统分析.经不同工况有限元受力分析和强度、刚度、稳定性计算与复核,在确保安全性前提下,从经济合理性角度提出了塔架结构优化设计建议.     

摩擦耗能支撑装置的构造及安装

通过总结试应用于某实际工程中的摩擦耗能支撑装置的施工安装过程 ,对其工作原理进行了仔细分析 ,提出了设计改进意见和现场施工安装的措施 ,以促进摩擦耗能支撑装置的产业化发展     

国家体育场钢结构安装方案比选研究

主要从定性和定量两方面对国家体育场钢结构安装工程进行了整体提升、高空滑移、局部提升 高空散装和高空散装四种方案进行比选,根据比选结果提出国家体育场钢结构工程最终的总体安装方案。     

宝相寺宝相宫空间钢结构累积顶升安装技术

依据山东汶上县宝相寺新建的宝相宫空间钢结构布置的特点和施工场地条件,提出累积顶升安装的工艺,并结合该项目给出了详细的施工步骤。结合有限元模拟分析,验算各顶升阶段结构的安全性,进行顶升设备的选择。提出支撑胎架的下顶升设计方法,设计较为实用的顶升支撑胎架。最后,成功地将累积顶升安装方法和下顶升支撑胎架应用于工程实践。     

山区悬索桥轨索滑移法施工的关键技术及其装置研发

针对山区的特殊建设条件,提出了悬索桥主梁架设的轨索滑移法施工技术。该方法是利用悬索桥主缆和吊索作承重结构,吊索下端连接吊鞍,吊鞍上支承轨索,利用在轨索上运动的运梁小车输送节段梁,待到达安装位置后,借助缆载吊机进行垂直吊装和安装。以矮寨特大悬索桥施工为背景,介绍了轨索滑移法架梁系统的组成和关键技术,以及核心组件吊鞍、运梁小车和轨索系统等的结构设计和计算分析。对整个架梁系统,介绍了整体缩比模型试验和足尺模型试验的试验方法和试验结果,并总结了实际工程应用情况。通过模型试验和工程应用的研究结果表明:轨索滑移架梁法能快速实现悬索桥的主梁架设,并具有很好的安全性和经济性,具有广阔的应用前景。     

国家大剧院钢壳体施工全过程模拟分析

国家大剧院钢壳体为超大型空间结构,结构形式复杂,施工难度大,保证施工阶段的结构安全至关重要。本文首先探讨了采用有限元对钢壳体施工全过程模拟的建模原则及分析方法,并进行了吊装阶段全过程模拟分析。结果表明:施工阶段的受力状况必须采用施工力学方法而不能用传统的结构力学方法分析。为保证卸载阶段的安全,首先采用相似模拟的方法,确定拆除临时支撑的顺序,通过大量计算分析,最终确定各步卸载位移量,并提出以千斤顶行程作为控制量的卸载技术路线。施工实践证明该方案简单,利于控制,是安全卸载的保证。