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大跨度钢网架结构分段吊装技术的研究与应用

王伯成  
【摘要】:目前,大跨度钢网架结构是运用较多的大跨度空间结构形式,其设计理论趋于成熟,但施工方法还有待完善。网架结构发展几十年,促成其分段吊装水平的不断提高。同时,钢网架结构的造型越来越新颖、跨度越来越大,更需要分段吊装技术的系统化,也要求施工具有足够的安全性。采用分段吊装施工的网架结构,其结构分段在不同的吊装工况中,受力也不同。为保证分段吊装施工的安全、结构分段的吊装质量以及网架结构的稳定性,需加强网架分段吊装的工况安全性分析。 大跨度钢网架的分段吊装施工,大多数施工单位往往凭施工经验对其吊装工程进行估算,很少做完整而系统的安全性分析,这使得结构吊装施工存在着安全隐患。 本文以大跨度钢网架结构的分段吊装技术为研究对象,分别讨论了分段吊装技术方案的确定、吊装工况的安全性分析、施工方法和工程背景。吊装工况的安全性分析采用有限元法,其中,分析临时支架的工况安全性时使用空间刚架法,分析网架结构分段的安全性采用空间桁架法。 本文研究的主要内容有: 1、分段吊装方案的确定 采用分段吊装技术施工的网架结构,必须在正式吊装前选定吊装机械、划分结构的吊装单元、选择临时支架、设计拼装胎架及拼装结构单元等,以保证施工质量和施工安全。 2、分段吊装的工况安全性分析 利用ANSYS程序,详细分析了多种工况条件下,网架结构分段施工的安全性。工况分析的重点是临时支架和结构分段单元在吊装阶段的变形和内力,临时支架和结构分段单元在结构分段就位后的变形和内力,并确定网架结构在临时支架拆除时的安全状况。 3、分段吊装的施工工艺 阐述了临时支架和结构分段的吊装方法、嵌补分段的施工方法以及临时支架的拆除方法,分析了多种施工问题的原因,并提出了解决措施。 4、工程背景的讨论 基于上述基本理论,结合重庆奥林匹克体育中心体育场的网壳工程,讨论了该工程分段吊装的安全性,并分析了结构分段划分的具体技术难点。 本文针对大跨度网架结构的分段吊装技术,系统地阐述了大跨度网架结构分 重庆大学硕士学位论文 段吊装技术的工艺及原理,提出了施工工况的分析方法,对促进大跨度钢网架结 构分段吊装技术的不断完善及推动施工工况下的工况安全性分析在理论上的研究 和工程实践,具有重要的现实意义和应用价值,并对大跨度钢网架结构设计一施 工一体化进行了一定的理论探索。 关健词:网架结构,分段吊装,工况安全性分析,数值分析,建筑施工


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