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《西安建筑科技大学》 2004年
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变异刚拱架结构设计理论及实践研究

苏宜根  
【摘要】: 本文以典型的工程——徐州师范大学体育中心游泳馆为实例,从理论和实践上研究了变异钢拱架结构的设计和施工。论文首先对变异钢拱架结构设计可采用的软件、结构模型的建立、支座构造形式、变异拱梁的设计,以及保证拱梁平面外稳定所采取的措施等进行了研究,然后研究了大跨度变异钢拱架弧形梁吊装、角度的调整、铰支座穿轴销等的施工方法,最后对施工完成后的位移进行了实际量测。 根据实际工程屋盖建筑的外形,确定变异钢拱架分高跨和低跨部分,中间采用短柱焊接成一整体,高跨和低跨由两个不同曲率的弧组成,且每一跨又有多个曲率。 借助有限元方法,分析了钢拱架的受力性能。本文采用中国建筑科学研究院PKPM软件的钢结构设计模块STS,从结构建模入手,根据规范要求研究了支座的构造形式,通过对变异拱梁的力学分析,设计出符合力学模型的铰支座、滑移支座和变异拱处钢梁的施工图。滑移支座处连接的两个杆件均要求设铰接,以保证无弯矩存在。同时与施工技术人员研究了钢梁施工就位的方法,将钢梁设计为11段,低跨基本为3段,L1-2(就位后焊接)、L3、L4,长度分别为14.421m、17.157m、10.079m;高跨基本为3段,L7、L8、L9-10(就位后焊接),长度分别为8.85m、12.996m、15.962m。相邻梁段之间的连接形式为栓焊混合型连接,采用节点板把腹板用高强螺栓连接后上、下翼缘板分别对焊。变异拱高低跨连接处采用短柱焊接,形成一个完整的钢拱梁。为保证钢梁在变异拱处平面外的稳定,纵向设一通长管桁架。 钢梁吊装方案采用吊车配合脚手架的方法。变异拱就位时,先在该处下方搭好脚手架,并把脚手架断开留出0.8m间隙,利用脚手架搭设龙门架,用手拉葫芦把梁提升到位。起吊后的钢梁灵活、方便的角度调整是关键,吊装时用有足够行程的手拉葫芦代替钢丝绳,以便进行角度调整,要求吊点相距要大一些,而且吊点尽量靠前端。铰支座穿轴销顺利与否是施工的关键,采用提前做一锥销来引导轴销的方法来实现。 最后对施工安装后的结构进行了位移实测,实测结果与计算结果吻合较好,表明该工程的设计和施工达到了预期的目的。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU391

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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