大型空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工方法與控制參數(shù)研究.pdf

1、大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋體形龐大、體系復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工安裝是相輔相成、緊密結(jié)合的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)使得大跨度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定等要求并應(yīng)考慮施工的可能性及方便性，施工安裝則應(yīng)該在實(shí)現(xiàn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅外觀，滿足其建筑的美學(xué)功能的同時(shí)，保證其設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的幾何和構(gòu)造條件。 整體吊裝法包括整體吊升法、整體提升法和整體頂升法，是目前大跨度鋼結(jié)構(gòu)普遍采用的一種新型施工方法。與早期的高空散裝法以及分條、分塊的安裝方法相比，整體吊裝施工方

2、法具有作業(yè)安全、工期短以及費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文將整體吊裝法作為研究的重點(diǎn)。 本文總結(jié)了大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在采用整體吊裝方法施工時(shí)需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。對于一些可以通過先進(jìn)的施工技術(shù)以及現(xiàn)有的計(jì)算程序可以解決的問題，闡述了相應(yīng)的解決方法；而對于那些目前處理方法不是很完善，必須采用新的計(jì)算方法，選擇合理的控制參數(shù)進(jìn)行分析驗(yàn)算的問題，指出了目前研究方法的不足之處，并在此基礎(chǔ)上確定了本文所要解決的關(guān)鍵問題—采用整體吊裝法施工的大跨

3、度空間鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的參數(shù)控制問題，即吊點(diǎn)數(shù)量和位置的確定以及同步性控制的問題。 本文詳細(xì)介紹了目前在進(jìn)行施工力學(xué)問題分析時(shí)可以采用的四種方法以及相應(yīng)分析方法的適用范圍和局限性。根據(jù)采用整體吊裝方法施工的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中的特點(diǎn)，指出了結(jié)構(gòu)在施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)階段的力學(xué)分析之間存在的“四點(diǎn)差異”，并結(jié)合所研究問題提出了本文擬采用的力學(xué)分析方法。 本文以國外確定履帶式起重機(jī)運(yùn)行軌跡的計(jì)算流程“random gues

4、s”為基礎(chǔ)，并考慮鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝過程中吊點(diǎn)問題的特點(diǎn)，提出了用于確定并優(yōu)化吊點(diǎn)的修正的“random guess”計(jì)算流程。以一榀空間桁架為計(jì)算模型，利用修正的“random guess”流程分析計(jì)算結(jié)構(gòu)的最少吊點(diǎn)數(shù)量及最優(yōu)位置，將計(jì)算結(jié)果與確定簡單梁構(gòu)件吊點(diǎn)位置的傳統(tǒng)分析方法得到的結(jié)果相比較，說明了修正的“random guess”計(jì)算流程是一種較好的解決結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)問題的分析方法，并得出解決單榀空間桁架吊裝過程中吊點(diǎn)問題的相關(guān)結(jié)論。

5、 本文選取四角錐體系網(wǎng)架為計(jì)算模型，以結(jié)構(gòu)形式、跨度、附加荷載及吊點(diǎn)的設(shè)置方式為主要影響因素，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力比和結(jié)構(gòu)撓度為評價(jià)指標(biāo)，分別分析各個(gè)因素對結(jié)構(gòu)在整體吊裝過程中所需要的吊點(diǎn)數(shù)量的影響。為了綜合分析各因素的影響，以正交理論為準(zhǔn)則，建立48種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架計(jì)算模型，并采用修正的“random guess”流程，計(jì)算各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架采用整體吊裝方法施工時(shí)所需要的最小吊點(diǎn)數(shù)量。以最小二乘法為理論基礎(chǔ)，采用Matlab編制程序，對已有的計(jì)算

6、結(jié)果進(jìn)行線性回歸，得出了大跨度網(wǎng)架在采用整體吊裝法施工過程中所需要的最少吊點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算公式。 本文針對吊點(diǎn)不同步問題可能對結(jié)構(gòu)自身受力的影響，提出了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體安裝施工過程中吊點(diǎn)提升不同步限值的計(jì)算分析流程“non-synchronism limitation”。以跨度、吊點(diǎn)的設(shè)置方式、吊點(diǎn)的數(shù)量以及相鄰吊點(diǎn)間距離為影響因素，分別分析各因素對吊點(diǎn)提升不同步限值的影響，并通過計(jì)算分析結(jié)果確定各因素與吊點(diǎn)提升不同步限值之間的相

7、互關(guān)系。為了綜合分析各個(gè)因素的影響，以正交理論為準(zhǔn)則，建立162種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架計(jì)算模型，并采用“non-synchronism limitation”計(jì)算流程，分析各個(gè)結(jié)構(gòu)采用整體吊裝方法施工時(shí)吊點(diǎn)不同步提升限值，并對已有的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行總結(jié)回歸，得出了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體安裝施工過程中吊點(diǎn)提升不同步限值的計(jì)算公式。 本文根據(jù)整體吊裝施工方法的特點(diǎn)，提出采用該方法施工的大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理的施工流程。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合結(jié)構(gòu)施工過程中的具