鳳凰國際傳媒中心空間彎扭鋼結構施工過程模擬

簡要介紹了在國家體育場設計中確定大跨度鋼結構安裝方案的原則、臨時支撐塔架布置與主要安裝步驟,采用逐次“激活”單元技術對鋼結構安裝過程進行模擬計算。計算分析表明,施工順序?qū)嫾膬?nèi)力與變形有顯著的影響。通過對構件安裝順序的調(diào)整,可以達到結構優(yōu)化、降低用鋼量、加快施工進度的目的。對臨時支撐塔架反力與鋼結構卸載變形量進行了估算,并對安裝誤差產(chǎn)生的原因、肩部與頂面次結構后裝引起結構幾何構型的變化情況進行了詳細的分析,提出鋼結構安裝的技術要點。

根據(jù)上海世博會中國館區(qū)國家館鋼結構懸挑跨度大、懸挑區(qū)域高度大、國家館和地區(qū)館鋼結構需同時施工而無法設置臨時支撐等特點,提出合理設置鋼結構分段及利用自身結構體系承擔自重、施工荷載等施工方案,將結構構件、荷載工況劃分為7個施工階段。同時對整個施工過程進行有限元模擬分析,通過計算分析調(diào)整鋼結構施工順序并設置鋼結構安裝過程中的預變形,取得了較好的實施效果。

施工過程中的施工順序和時間效應都會直接影響施工安裝階段及使用階段結構的受力性能,傳統(tǒng)的一次性加載的數(shù)值模擬難以滿足當前大跨度空間鋼結構的需要,而且大跨度空間鋼結構施工周期較長,施工期間如果現(xiàn)場溫度變化比較大,鋼結構也會產(chǎn)生一定的變形.因此必須通過對施工過程的模擬以保證施工階段結構的安全性及竣工時結構的內(nèi)力和位移滿足實際需要.本文通過對某室內(nèi)水樂園進行施工全過程模擬,確保了施工方案的安全性、可行性及科學性.通過模擬分析表明施工順序?qū)嫾淖冃渭皟?nèi)力有很大影響,因此大跨度復雜鋼結構施工前必須進行施工階段數(shù)值模擬,并且給出了相關的施工建議.

建立了大跨懸臂預應力鋼結構施工過程跟蹤的數(shù)值分析模型,提出了在施工過程數(shù)值跟蹤中對新增桿件節(jié)點定位、索段伸縮等問題的處理方法,介紹了施工過程數(shù)值跟蹤的圖形化模擬途徑和技術.經(jīng)與實際工程現(xiàn)場測試結果比較,證明該方法具有較好的計算精度和很強的實用性

懸挑鋼結構施工過程中的一個重要環(huán)節(jié)是體系轉(zhuǎn)換施工,這很大程度上決定了施工安全性和構件安裝精度。采用有限元軟件midas對杭州西湖蘋果旗艦店的施工全過程進行數(shù)值模擬,基于分析結果確定結構在各施工階段下的應力與變形最大截面位置,并在施工過程中進行重點監(jiān)測。結果表明:有限元模型能夠較好地模擬該結構在各施工階段下的受力狀態(tài),并且有助于評判現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和有效性。通過計算分析與現(xiàn)場監(jiān)測,確保了結構在整個施工過程中的應力和變形始終處于容許范圍之內(nèi)。

以宜興大劇院鋼屋蓋工程為背景,對大跨度空間桁架鋼結構施工過程進行模擬。采用ansys軟件對鋼屋蓋進行了建模分析,對鋼屋蓋位移進行分析計算,同時提取鋼屋蓋下部鋼桁架的變形及應力,找出位移及應力較大部分,為布置監(jiān)測點提供依據(jù)。

以某新建地鐵盾構區(qū)間下穿既有地鐵明挖區(qū)間結構施工為例,為研究盾構施工對既有區(qū)間的影響,建立三維有限元模型進行了模擬計算,模擬計算中考慮了施工中的開挖、施加掌子面及施作管片過程,計算結果表明盾構施工不會影響既有地鐵區(qū)間結構的正常使用及運營。

針對某科學中心主樓展廳區(qū)的超大型空間鋼結構,采用有限元軟件對展廳區(qū)大跨度空間鋼結構的施工進行了全程動態(tài)模擬分析,預測了施工中可能出現(xiàn)的最大應力及變形,建議了施工過程的關鍵階段,以期為保證實際施工過程的安全奠定了一定的基礎。

論述了在大跨度復雜空間鋼結構建設項目中,運用計算機仿真進行施工方案的可行性評估和方案的優(yōu)化,保證了施工質(zhì)量、安全和方案的科學性。

復雜空間鋼結構施工過程的計算機仿真技術 作者：鮑廣鑒，曾強，陳柏全，baoguang-jian，zengqiang，chenbo-quan 作者單位：鮑廣鑒,baoguang-jian(深圳建升和鋼結構建筑安裝工程有限公司,廣東,深圳,518057)， 曾強,陳柏全,zengqiang,chenbo-quan(重慶大學,重慶,400045) 刊名： 施工技術 英文刊名：constructiontechnology 年，卷(期)：2005,34(10) 被引用次數(shù)：5次 參考文獻(3條) 1.陳國棟;郭彥林;梁志廣州新白云機場航站樓結構分析關鍵問題[期刊論文]-建筑結構學報2002(05) 2.鮑廣鑒;李國榮;黃建川沈陽博覽中心鋼結構施工技術[期刊論文]-施工技術2001(03) 3.鮑廣鑒;郭彥林;李國榮廣州新白云國際機場航站樓鋼

大跨度復雜空間鋼結構由于跨度大、力的傳遞路徑復雜且施工工序?qū)Y構受力變化影響較大，因而對施工過程中結構的應力變化進行監(jiān)控對結構的安全性非常重要。本文主要對廣東省科學中心的主體鋼結構部分施工過程中的應力變化進行全程監(jiān)控，并利用有限元軟件對其進行了模擬分析。實測的應變和有限元計算結果的比較表明，現(xiàn)場實測的換算應力稍大于有限元仿真分析的各個工況下的應力計算結果，實測和有限元計算的應力均小于鋼材的屈服應力，在不同工況下，結構是可靠的，現(xiàn)場監(jiān)控達到了對施工過程的有效控制，從而保證了工程施工質(zhì)量。

施工過程監(jiān)測對復雜大跨空間結構的安裝與施工具有重要意義。根據(jù)施工方法的不同,施工監(jiān)測應選用針對性的監(jiān)測指標。該文對大跨空間鋼結構施工過程常用的監(jiān)測指標與相應的監(jiān)測手段或設備,以及新型監(jiān)測技術進行詳細地分析研究。結合北京新機場航站樓核心區(qū)鋼結構屋蓋施工過程,綜合選取關鍵桿件應力應變監(jiān)測、基于三維激光掃描的位移與變形監(jiān)測以及重點區(qū)域無人機監(jiān)測等手段,對結構施工過程的受力特征、變形與部分施工質(zhì)量問題進行詳細監(jiān)測和檢查。該綜合監(jiān)測技術為復雜大跨空間鋼結構的施工提供了全面可靠的解決方案。

摘要：介紹濟南奧體中心主體育場鋼結構的制作工藝與施工過程，鋼結構施工過程有 限元數(shù)值模擬分析方法及計算結果，有效地指導鋼結構的施工過程。 關鍵詞：加工制作施工數(shù)值分析 一、工程概況 濟南奧體中心主體育場位于濟南市東部新城區(qū)龍洞地區(qū)經(jīng)十東路，總體建筑面積 154323m2，可容納6萬座席。體育場屋蓋形狀類似濟南市樹“柳葉”造型，整體橢圓平面 長軸約360m，短軸約310m。體育場上部鋼結構屋蓋采取東、西兩片獨立的折板型空間 懸挑桁架罩棚結構，單片罩棚最寬約70m，南北縱向最長約330m。罩棚中間高、兩邊低， 高差14m，最高點離地面約52m。主桁架最大懸挑長度約53m，懸臂根部最大高度7m； 最小懸挑長度28m，懸臂根部高度5m；懸臂端部高度1.5m。結構整體建筑效果如圖1 所示。 體育場鋼結構屋蓋東、西罩棚每側徑向主桁架均為

結合武漢火車站大跨度空間雙曲網(wǎng)殼結構,模擬了考慮幾何非線性效應和時變效應影響的施工內(nèi)力分析過程,并研究了施工階段大跨度空間網(wǎng)殼結構的施工荷載、材料特性和邊界條件等因素對其施工過程內(nèi)力的影響。通過對武漢火車站鋼結構分階段施工和分區(qū)域卸載的全過程進行模擬計算,并與整體卸載進行比較和施工的全過程監(jiān)測,驗證了武漢火車站鋼結構工程分區(qū)域卸載施工方案的可行性和優(yōu)越性。

上海船廠2e2-4地塊項目為大懸挑鋼結構,施工順序?qū)Y構受力影響大,施工難度較大。采用sap2000軟件對該結構施工過程進行模擬;結合現(xiàn)場條件,制定了合理的支撐柱卸載方案;對懸挑端幕墻安裝時機、懸挑端混凝土樓板澆筑時機、屋面鋼板鋪裝時機等關鍵工序進行分析,優(yōu)化施工順序。分析結果表明:采用多點、多次逐步釋放臨時支撐柱的卸載方案可行;懸挑端幕墻作為附加荷載宜在結構卸載后安裝,以減小卸載難度;懸挑端混凝土樓板及屋面鋼板宜在結構卸載前澆筑及安裝,兩者均能有效增加懸挑端豎向剛度。

深圳灣體育中心屬于超大跨度空間鋼結構體系,鋼結構屋蓋由單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)架(綜合館和游泳館)及豎向支撐系統(tǒng)構成。由于屋面單層斜交網(wǎng)殼中的構件均為彎扭構件,故呈現(xiàn)不規(guī)則的彎曲、扭轉(zhuǎn)。基于結構的復雜性,對結構進行了施工全過程模擬分析,重點介紹了結構施工中的節(jié)點做法和模擬中的連接處理,并將整個結構合理分區(qū),利用有限單元法模擬整個屋蓋體系的建造過程,總結了施工中的重點、難點問題,為此類大跨度空間鋼結構的合理設計和施工提供了參考。

隨著現(xiàn)代設計軟件的不斷進步,設計師們設計出各種各樣的空間結構造型優(yōu)美的建筑產(chǎn)品,而這些不同空間結構的產(chǎn)品中大部分都是鋼結構,眾所周知,空間結構施工中尺寸控制是比較關鍵的也是比較復雜的,就筆者在實際參加的工程實例中加以論述,從而為今后類似的空間鋼結構施工提供借鑒和改進。

2011年1月8日，中國建筑第三工程局有限公司南方公司、鋼結構公司承建的深圳灣體育中心（“春繭”）項目“單層空間變曲面彎扭斜交網(wǎng)殼鋼結構施工技術的研究與應用》科技成果通過專家鑒定，整體施工技術處于國內(nèi)領先水平。

大跨空間鋼結構施工控制技術研究

在建筑工程中，對大跨度空間鋼結構的施工要求也越來越高。本文對大跨度空間鋼結構施工的科學控制進行了相關分析，探討了大跨度空間鋼結構中施工控制的重要性。

以新長沙火車站主站房屋蓋鋼結構為研究對象,介紹了空間網(wǎng)架結構的施工方案,通過對空間網(wǎng)架結構施工全過程的數(shù)值模擬分析,研究了結構在施工過程中構件內(nèi)力和節(jié)點位移的變化規(guī)律,為工程施工提供參考。

以新長沙火車站主站房屋蓋鋼結構為研究對象,介紹了空間網(wǎng)架結構的施工方案,通過對空間網(wǎng)架結構施工全過程的數(shù)值模擬分析,研究了結構在施工過程中構件內(nèi)力和節(jié)點位移的變化規(guī)律,為工程施工提供參考。