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大型复杂空间结构分段施工全过程模拟分析

张大成  
【摘要】:基于既有大跨空间结构施工的研究成果,本文以分段施工的大型复杂空间结构为背景,建立了典型模型并结合实际工程采用不同施工方案进行了施工全过程模拟和静力性能分析,对比了不同的卸载模拟方法并结合实际工程进行了网架卸载的计算机模拟,分析了结构在卸载过程中的稳定性能。 阐述了基于叠加原理的线性有限元法和基于有限位移的非线性有限元法两种施工过程分析理论。建立了三种模型:合龙带在结构支座处的连续梁、合龙带在结构跨中的连续梁、双铰拱。借助SAP2000有限元分析软件进行计算,对三种模型分别采用先合龙再卸载和先卸载再合龙的施工方案进行了施工力学分析,从两种方案下结构的弯矩、剪力、轴力、位移等方面进行对比,并进一步研究了结构采用不同施工方案进行施工后在使用阶段的受力性能和合龙带两侧支撑的约束能力的影响。以实际工程为算例,分别划分为两个标段和三个标段,采用两种不同的施工方案进行施工全过程模拟。 通过SAP2000有限元分析软件对比了强迫位移法和用GAP单元模拟法两种卸载模拟方法,指出了两种方法的异同。结合实际工程用GAP单元模拟法进行了网架屋盖结构卸载过程的计算机模拟。 阐述了两种屈曲分析方法:线性屈曲分析和非线性屈曲分析。以实际工程为模型,对其卸载过程进行了线性屈曲分析和非线性屈曲分析,得到了模型的失稳形态和支反力—位移曲线,对结果进行了分析,考察了模型在卸载过程中的稳定性能。


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