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《清华大学》 2006年
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大跨度空间钢管结构的设计分析和施工技术研究

景明勇  
【摘要】: 钢管结构是指钢结构的全部或部分结构构件采用空心钢管的结构。近年来,随着我国钢结构建筑行业的不断发展;以及钢材轧制、冷热成型及焊接技术的发展,使钢管结构从平面结构进一步发展到空间结构中。由于钢管的自身截面特性良好,承载性能高,造型美观,外型简洁、流畅,节点形式简单,施工速度快,经济效果好等特点;使得钢管结构在建筑结构,尤其是大跨度空间结构中得到广泛的应用。本文结合保定长城体育馆这一实际工程,对大跨度空间钢管结构的设计计算、节点承载性能、制作和安装技术等方面进行了研究。研究内容主要包括: (1)大跨度空间钢管结构的设计和静力、动力分析。采用大型通用有限元计算软件ANSYS,对主体结构进行了建模和计算;对钢管结构的强度和稳定性进行了计算。并对结构进行了模态分析和地震反应谱分析。 (2)大跨度空间钢管结构的节点承载力分析和设计。根据规范公式对TT型节点进行了计算,并对TT型和TT型加强节点的承载力采用大型通用有限元软件ANSYS进行计算和分析,验证了节点加强形式的有效性。介绍了梁柱连接节点和柱脚节点的形式并对梁柱连接节点和柱脚连接节点进行了设计计算。 (3)大跨度空间钢管结构的制作技术与焊接质量控制。首先对钢管结构的起拱采用大型通用有限元计算软件ANSYS进行了计算分析。其次对钢管构件的下料、热弯、组装、矫正、现场拼装等工艺过程进行了论述。并对钢管结构的焊接质量控制和焊接变形控制提出了切实可行的措施。 (4)大跨度空间钢管结构安装技术分析。根据工程的特点制定了相应的施工方案,提出了结构安装时主要的技术要求,对钢管结构的吊装进行了计算分析,并对钢管结构安装时设置的支撑胎架进行了计算分析,对梁柱连接节点和柱脚连接节点的现场焊接质量的保证提出了相应的要求。 本课题结合实际工程从结构的设计计算、节点分析到结构的制作和安装进行了探讨,为今后类似的大跨度钢管结构的设计和施工提供了参考。 本文属于北京市自然科学基金资助项目(项目编号:8053021)
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU392.3

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