巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系施工全过程模拟与监测研究

中科院量子院采用巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系。该新型结构体系在施工全过程中存在多次受力转化,因此有必要对其进行施工模拟和监测。采用MIDAS/Gen建立有限元分析模型进行施工全过程模拟,分析关键构件和节点应力及变形规律,对关键构件和节点应力和变形实施监测,并将有限元计算值与现场监测值进行对比分析。分析结果表明:现场监测数据与有限元分析结果吻合良好,说明了该施工新技术的合理性。     

复杂高层悬挂结构施工过程模拟分析及监测研究

珠海仁恒滨海中心A标段塔楼东侧为逐层内收的悬挂结构,其悬挑跨度大,施工顺序复杂,施工难度高,且施工过程中存在受力体系的多次转换。为此,采用模型累积法对该悬挂结构进行了施工全过程的模拟分析,并在施工实施过程中选取关键构件的应力及关键点的竖向变形进行了施工过程监测。由监测值与施工过程模拟结果对比可知:两者数据变化趋势基本一致,吻合良好,施工阶段结构处于安全可控状态。由此表明:施工过程模拟分析对实际工程施工及监测具有指导作用;施工过程模拟与现场监测是保证复杂结构施工质量和安全的重要评估指标。     

安徽霍邱体育馆钢结构屋盖累积滑移施工法与监测

以安徽霍邱体育中心建设项目为工程背景,采用有限元法对钢结构屋盖累积滑移施工的全过程进行了力学性能分析,并对施工过程中关键构件应力和关键节点位移实施了监测。阐述了监测系统的组成、测点布置以及施工过程中构件应力和结构线形变化规律。对关键构件的应力实测值与有限元理论计算值进行的对比显示,两者较吻合,表明该结构施工过程使用有限元法模拟和监控实施的正确性和有效性。     

深圳平安金融中心施工监测与模拟研究

以在建的深圳平安金融中心为工程背景,进行了施工阶段的健康监测与施工全过程模拟研究。施工阶段健康监测以结构的竖向变形、关键部位应力以及荷载监测为主,施工全过程模拟根据实际施工进度并考虑材料的时变效应对结构进行有限元建模分析。结果表明:核心筒的累计竖向变形大于巨柱,累计竖向变形与所处施工阶段和结构高度有关,施工压缩预调方法可以有效补偿结构的累计竖向变形;结构应力随着施工的进度而均匀变化,上部结构每施工1层,核心筒压应力约增加0.09 MPa,巨柱压应力约增加0.11 MPa;在实测荷载作用下,结构层间位移角满足规范要求,结构在施工阶段是安全稳定的;模拟分析结果与实测数据吻合较好,可为类似工程提供参考。     

天津泰安道五号院施工监测与数值模拟分析

超高层建筑施工周期较长,施工过程中结构力学性能不断发生变化。为研究超高层结构施工过程中的变形和应力规律,以天津泰安道五号院为背景,对结构进行施工全过程监测,得到结构在施工过程的变形和应力数据。建立了考虑施工过程的有限元模型,综合施工模拟数据与监测数据对竖向变形及应力发展规律进行分析。研究结果表明:施工过程中结构竖向变形随施工进度稳定增长;竖向变形差和关键构件应力在整体变化规律和极值上吻合较好;构件应力水平较低,安全储备较高,证明了泰安道五号院施工方案的合理性。     

中国航海博物馆帆体结构施工与使用过程监测研究

中国航海博物馆中央帆体是由三铰拱、空间管桁架、双曲索网玻璃幕墙等共同作用组合而成的空间结构体系。在施工建造和使用过程中,选择重要钢结构构件进行监测分析。其中包括三铰拱应力应变监测：索网结构的索力监测;帆体结构风环境、风压监测。同时根据监测结果,给出施工全过程监测记录,与施工计算结果进行比较,获得了结构实际受力状态的有效数据,为结构的施工过程安全评估和正常使用提供依据,并保障了结构的安全性。     

广州海心沙体育场大跨度悬挑钢顶篷斜拉索施工技术

对珠江新城海心沙体育场大跨度悬挑钢顶篷斜拉索进行施工模拟、施工技术介绍和施工监测。采用有限元软件SAP2000对钢顶篷斜拉索施工过程进行模拟分析;施工模拟结果指导斜拉索施工及其预应力的张拉过程;斜拉索施工监测以监测钢顶篷构件的应力、索力和结构的位移为主,监测结果表明钢顶篷结构是安全的;模拟分析理论值与实测数据吻合较好,表明钢顶篷结构预应力施工过程的有限元模拟分析计算模型和方法的正确性。     

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。     

蚌埠体育场大悬挑预应力钢罩棚结构施工全过程模拟与监测

蚌埠奥体中心体育场作为承接第十四届安徽省省运会的主场馆,采用"大悬挑预应力实腹型钢梁-三向多点圆管支撑"结构体系,由大、小钢罩棚结构组成,外部铺设铝锰镁金属板,呈现蛟龙鳞片状建筑效果。为了保证蚌埠体育场钢结构在施工全过程中的工程质量和结构安全,深入分析了现场采用的施工方式和施工顺序。采用MIDAS软件建立了蚌埠体育场大悬挑预应力钢罩棚结构的整体模型,对钢构件拼装、预应力张拉和逐步卸载的全过程进行了多步骤的力学性能分析;对关键构件和关键节点的应力和竖向位移实施了监测,将现场实测值与有限元计算值进行了对比分析;总结了施工全过程结构应力和位移的变化规律。分析结果表明:现场监测和数值仿真模拟有效地验证了该施工方法的正确性和施工顺序的可靠性,研究成果可以为类似工程应用提供参考依据。     

某大跨度钢网架结构施工监测及模拟

对某大跨度复杂钢网架结构进行施工过程跟踪监测,包括钢构件吊装过程中的敏感及重要构件的应力变化监测,临时支承点拆除时结构支承点的变形监测及大型焊接球整体提升焊接时焊接环的变形监测。监测结果表明:应力及变形均在合理范围之内,并最终稳定于某一值,监测效果良好。对结构在施工中各种工况下的应力及变形进行了有限元仿真分析,将实测应力值和变形值与有限元分析结果进行比较,基本吻合,表明有限元分析较好地模拟了施工过程中的应力及变形变化。     

第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖施工模拟分析

第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖采用车辐式索承网格结构。采用MIDAS Gen软件对整个钢结构屋盖的施工进行模拟分析,主要包括钢结构吊装过程分析和索张拉施工过程分析。通过计算分析可以精确计算出钢结构构件在施工全过程的应力大小,以及预应力索在张拉过程中的应力大小,从而保证施工过程的安全性和施工监测的预见性。     

CCTV主楼施工过程关键构件应力监测技术

CCTV主楼双向倾斜的两塔楼在高空通过巨型悬挑结构连成一体,建筑造型独特,结构转换部位多,受力复杂。结构施工方法特殊,难度大,且悬臂施工阶段受力体系与成型后整体结构体系有明显不同。为此,对关键构件(特征位置构件、转换桁架构件、延迟构件等)进行应力监测,并将监测结果与施工模拟分析结果进行对比分析,及时反馈以保证塔楼尤其是超大悬臂施工过程的安全性。     

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。     

国瑞·西安金融中心施工过程力学分析

国瑞·西安金融中心施工中,结合施工过程对超高层结构的竖向构件及伸臂桁架、环桁架关键位置进行现场应力应变监测。采用有限元软件midas Gen进行施工过程模拟并与实测数据进行对比,结果表明实测和模拟数据具有相似的规律性。     

大悬挑悬挂混合结构施工过程及模拟分析

太原市水上运动中心终点计时塔,结构形式为大悬挑悬挂混合结构。采用倒装法施工时,须先将屋顶桁架就位,并在端部设置临时支撑。卸载临时支撑过程中,存在结构体系的重大转变。为保证施工过程安全可靠,采用结构设计软件3D3S12. 0对终点计时塔吊装过程进行模拟。通过对模拟数据的分析,确定合理的安装及卸载顺序。同时选取关键构件进行全过程变形监测,并将监测结果与模拟数据进行对比。结果表明:施工过程中构件最大应力比为0. 519,挠度为1/1 032,满足可靠性要求。实测变形值与模拟值发展趋势一致,位移最大相差14. 7%,可以为吊装过程提供依据。     

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。     

上海旗忠网球中心施工全过程有限元分析

为了研究由倒锥台型空间预应力混凝土结构看台及安装8片巨型叶片的可开启式钢屋盖组成的上海旗忠网球中心结构体系的施工过程,应用子结构法对上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工全过程进行了有限元分析,并进行了施工监测.分析与监测结果表明:上海旗忠网球中心施工质量良好,满足设计要求;应用子结构法明显减少了数据输入、总刚度矩阵阶数以及系统方程求解的工作量,可以实现大型空间结构的施工全过程模拟.     

徐变对武汉环球贸易中心钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的影响

混合结构由于材料性能差异,在施工过程和使用过程中存在一定的非线性变形差,对结构受力有一定的影响。结合某实际工程项目,采用MIDAS Gen进行施工过程及使用过程的模拟分析,分析中考虑混凝土收缩和徐变,研究结果有助于指导结构施工中竖向构件的下料长度和安全储备控制,有利于施工全过程的监测控制。     

中国航海博物馆帆体结构施工与使用过程监测研究

中国航海博物馆中央帆体是由三铰拱、空间管桁架、双曲索网玻璃幕墙等共同作用组合而成的空间结构体系.在施工建造和使用过程中,选择重要钢结构构件进行监测分析.其中包括三铰拱应力应变监测;索网结构的索力监测;帆体结构风环境、风压监测.同时根据监测结果,给出施工全过程监测记录,与施工计算结果进行比较,获得了结构实际受力状态的有效数据,为结构的施工过程安全评估和正常使用提供依据,并保障了结构的安全性.     

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程监测与模拟分析

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程复杂,不同施工方案及阶段结构刚度和荷载变化对结构安全影响不容忽视,但目前国内外对大跨空间结构多进行施工成型后的静力分析,缺乏对复杂结构施工过程中的受力监测与分析。为研究西安某体育馆大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的受力与变形性能,采用有限元程序MIDAS/Gen模拟该大跨空间结构旋转累积滑移施工过程的8个不同阶段,对辐射状倒三角桁架、加强桁架及“Y”型格构柱三类关键构件的应力与位移进行了仿真分析,并与实际监测数据进行对比。结果表明:数值仿真模拟结果与施工实际监测数据吻合较好,验证了数值仿真模拟的可行性; 通过预测不同施工阶段结构应力变化及最不利危险施工节点,可为施工阶段健康监测系统的分区建立及关键节点布测提供思路与依据,具有实际工程意义; 大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的内力变化较大,最大竖向位移常发生于桁架中间部位的下弦,为保证施工阶段安全性,应对外环桁架竖向腹杆、中心环桁架腹杆及上弦等关键节点进行重点监测及预警,避免施工阶段构件受损,保障施工安全。