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钢结构安装过程施工阶段分析
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钢结构安装过程施工阶段分析
1、分析背景 (1)
2、实际案例 (1)
3、建模要点 (2)
4、施工过程分析 (3)
5、分析结果 (6)
钢结构施工过程施工阶段分析
钢结构安装过程施工阶段分析
1、分析背景
合理的施工方案和科学分析是保证结构安全经济的重要手段。空间结构在世界范围内得到广泛应用的同时，其体系越来越新颖、形式越来越复杂，跨度也越来越大，对施工技术相应提出了越来越高的要求。空间结构的施工过程是一个伴随结构形态和受力状态不断变化的动态过程，会出现体系转换、施工荷载加载和卸载等情况，这些都会大大影响结构内力，因此结构的最危险状态往往出现在施工过程中，传统的分析设计方法以使用阶段的结构作为研究对象，不考虑施工过程的影响，不能反映施工阶段真实的受力特点。《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91第5.1.7条规定：“安装方法选定后，应分别对网架施工阶段的吊点反力、挠度、杆件内力、提升或顶升时支承柱的稳定性和风载下网架的水平推力等项进行验算，必要时应采取加固措施。”因此，在实际施工过程，我们对结构施工过程中的内力、挠度进行观测，将实测值与理论仿真分析的结果作比较，如果发现较大偏差可采取有效措施进行调整。这样才能保证结构施工的安全性，保证结构施工满足设计的要求。
2、实际案例
本例中，钢结构大屋盖施工安装采用高空拼装、等标高直线累计滑移技术，其中桁架下弦面设置滑移通道。
工程分6榀桁架逐一拼装，顺次滑移进行安装，主要荷载为自重。同时考虑千斤顶临时支点的布置和释放对钢结构安装过程进行模拟计算。
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钢结构安装过程施工阶段分析
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图1 基本模型
3、建模要点：
（1）定义结构组
图2 施工组1 图3 施工组2
图2：第一榀桁架单元赋给一个结构组“施工组1”（自命名）； 图3：第二榀桁架单元赋给另一个结构组“施工组2”； 以此类推，6榀桁架单元分别赋给6个结构组；
变壁厚水池分析与设计
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（2）定义边界组
图4 滑移步1 图5 滑移步2
图4：第一榀桁架架设在滑道上，将边界约束赋给一个边界组“滑移步1”（一端约束X 、Y 、Z 向位移，另一端约束Z 向位移）；
图5：第二榀桁架与第一榀桁架对接时，对接节点由千斤顶顶起至设计标高，相应支点约束采用结构变形前的支承位置，约束Z 向位移；
以此类推，千斤顶的布置与释放通过边界约束来实现，同时分别赋给不同的边界组。
（3）定义荷载组
将结构自重工况定义为一个荷载组“荷载组1”；
定义施工阶段：将结构组、边界组、荷载组中各自不同的组组合为一个个不同的施工阶段，钢结构安装过程就可进行整个施工仿真受力分析。
4、施工过程分析
（1）施工阶段1
滑移第一榀，拼装组成三角形稳定体；自重作用下，桁架中部向下位移达31mm 。
钢结构安装过程施工阶段分析
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图6 施工阶段自重作用下，桁架中
部向下位移达31mm
变壁厚水池分析与设计
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千斤顶顶至设计标高
钢结构安装过程施工阶段分析
6 （4）施工阶段4～12
重复（1）（2）（3），随着临时支点千斤顶处的反力释放，屋盖成为自承重结构。
图9 施工阶段12
5、分析结果
根据施工过程仿真分析，由程序可计算得出每一阶段已安装结构的变形值、支点处的反力以及构件内力等，用以指导结构加卸载变形量精度控制及构件受力状态判断等，使结构施工满足设计的要求。
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