大跨预应力型钢混凝土梁施工监控与模拟分析

摘要

预应力型钢混凝土梁是继预应力钢筋混凝土梁之后发展起来的一种新型的预应力钢混组合构件，其由型钢梁外包混凝土和预应力束组成，利用预应力束释放预应力时的回弹变形对混凝土和型钢施加预应力，从而使型钢和混凝土获得最佳应力状态。随着大跨度预应力型钢混凝土结构在大开间、大柱网及多功能方向的应用越来越广泛，对其施工过程中的关键技术环节的施工控制和模拟进行研究是非常必要的，并且具有较高的工程实用价值。本文以长沙市音乐厅项目中大跨度预应力型钢混凝土梁为研究背景，主要研究内容如下:
　　 (1)根据论文选取的项目背景，对大跨度预应力型钢混凝土梁的施工过程中的细节要点进行总结，包括柱子的吊装、梁的吊装、现浇混凝土以及张拉预应力的方法和注意要点，为今后的施工案例提供指导依据。
　　 (2)根据论文中研究的工程背景，将预应力型钢混凝土梁的施工分为13个施工阶段，采用midas civil软件，利用单元“生死”技术建立了预应力型钢混凝土梁一榀框架的有限元模型。对预应力型钢混凝土梁的施工过程进行了详细的模拟和分析。
　　 (3)认真分析了结构模型施工过程中各个阶段的变形和应变的情况，研究其发展变化规律，为实际施工中应注意的问题和方法提供建议。
　　 (4)研究结构施工过程对预应力型钢混凝土梁力学性能影响:将原模型的一些施工方法和顺序进行了改变，重新建立了几个新的模型。通过分析两端钢梁同时施工、预应力钢筋分两批、四批张拉、变化楼板现浇顺序这四个施工过程对梁柱所产生的变形和应变影响，对预应力型钢混凝土梁的施工过程进行合理性对比分析，给实际施工提供参考建议。
　　 (5)利用预应力型钢混凝土梁的监测数据和施工过程模拟的理论数据进行了对比分析，指出监测方案的合理性，并根据结果，提出更完善、更科学的监测和施工方案。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 大跨结构发展与应用

1．3 预应力型钢混凝土结构发展综述

1．4 结构施工过程研究现状

1．4．1 施工力学分析方法

1．4．2 施工模拟研究现状

1．5 结构施工监测研究现状

1．5．１结构监测的应用

1．5．2 结构监测的作用

1．6 问题的提出

1．7 本文的研究方法与内容

第二章 某大跨预应力型钢混凝土梁施工过程与模拟分析

2．1 工程概况

2．1．1 工程重点、难点

2．1．2 工程施工的整体思路

2．2 结构施工过程

2．2．1 钢结构安装

2．2．2 混凝土现浇及预应力张拉控制

2．3 结构施工模拟分析

2．3．1 施工过程编号

2．3．2 有限元模拟

2．3．3 结构施工过程模型

2．4 各施工阶段变形分析

2．4．1 型钢柱变形分析

2．4．2 预应力型钢混凝土梁变形分析

2．5 各施工阶段应变分析

2．5．1 型钢柱应变分析

2．5．2 预应力型钢混凝土梁应变分析

2．6 各施工阶段温度影响分析

2．6．1 系统温度对梁、柱节点位移与应变影响分析

2．6．2 梯度温度对梁、柱节点位移影响分析

2．7 本章小结

第三章 结构施工过程对预应力型钢混凝土梁力学性能影响分析

3．1 结构安装顺序分析

3．1．1 两端型钢梁同时施工过程模拟

3．1．2 两端型钢梁同时施工模型数据分析

3．1．3 施工合理性对比分析

3．2 预应力张拉顺序影响分析

3．2．1 预应力钢筋分两批张拉过程模拟与分析

3．2．2 预应力钢筋分四批张拉过程模拟与分析

3．2．3 施工合理性对比分析

3．3 屋面楼板施工过程分析

3．3．1 屋面楼板施工变化过程模拟与分析

3．3．2 施工合理性对比分析

3．4 本章小结

第四章 结构的现场监控与成果分析

4．1 施工控制的原理

4．1．1 施工监控系统

4．1．2 施工监控控制流程

4．1．3 施工监控的内容

4．2 施工监控的实施

4．2．1 测点布置

4．2．2 监控仪器安装

4．2．3 数据采集

4．3 应变监控

4．3．1 钢柱

4．3．2 预应力型钢混凝土梁

4．4 挠度监控

4．4．1 梁挠度监控数据

4．4．2 梁挠度监控数据分析

4．5 本章总结

第五章 研究结论与展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与科研项目