植物馆大跨空间钢结构安装技术分析

摘要

现如今随着科技不断进步和社会经济的快速发展，我国大跨度空间钢结构的应用越来越广。此种类型构造别致但受力繁杂，以及安装时的技术难度比较大，导致施工时出现很多不利影响因素，所以大跨度钢结构安装技术受到越来越多的关注。于是为保证工程建造安全、经济、顺利，要求在安装过程当中根据客观条件确定经济合理的安装次序。非常有必要针对大跨空间进行安装全过程模拟分析以解析结构在施工阶段的力学分析和钢结构安装技术的分析。
　　本文以目前我国大跨度空间钢结构施工技术发展近况为背景，在查阅相关文献的基础上，对该项目进行了大跨空间钢结构安装技术分析研究。本文的主要研究内容有:在已有的国内外大跨空间钢结构现状研究基础上，对空间钢结构施工阶段力学进行剖析，结合青岛世界园艺博览会植物馆的实例，对大跨空间钢结构安装技术进一步研究。首先介绍了青岛世界园艺博览会植物馆的工程概况，阐述了钢结构安装的具体流程和措施;其次对植物馆的钢结构进行了安装和卸载模拟仿真分析、桁架吊装验算模拟分析、网壳吊装验算模拟分析以及吊装锁具选择等;最后对钢结构的焊接，包括焊接方法、焊前准备、焊接顺序、焊缝防腐以及焊接变形与应力控制研究进行了分析。本研究结论主要有:通过对大跨空间钢结构安装技术的分析，强调要重视大跨度空间钢结构施工的仿真模拟分析，以避免事故的发生，进一步提高施工技术水平。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究的背景、目的和意义

1．2 国内外大型空间钢结构施工技术发展现状

1．2．1 国外大型空间钢结构施工技术发展现状

1．2．2 国内大型空间钢结构施工技术发展现状

1．3 国内外大型空间钢结构施工技术研究现状

1．4 本文研究的内容、方法和主要路线

1．4．1 本文研究的内容

1．4．2 本文研究的方法

1．4．3 本文研究的主要路线

第2章 大跨度空间钢结构施工过程的力学分析方法

2．1 施工力学问题概述

2．2 施工过程模拟分析方法

2．2．1 正装计算法

2．2．2 倒装计算法

2．2．3 无应力状态法

2．3 模拟分析应用中的具体力学问题

2．3．1 过程跟踪的有限元方程

2．3．2 几何非线性问题

2．3．3 临时支架与主体结构相互作用理论

2．4 有限元软件在施工过程模拟分析中的应用

2．5 本章小结

第3章 大跨度空间建筑钢结构安装方案分析

3．1 工程概况

3．1．1 工程基本情况

3．1．2 钢结构概况

3．2 钢结构现场安装分区及施工顺序

3．3 现场安装流程

3．4 桁架的现场分段

3．4．1 现场吊装分段总体思路

3．4．2 钢结构现场吊装分段及高空散件拼装方案

3．5 钢结构现场安装

3．6 支撑架设置措施

3．6．1 临时支撑架平面布置

3．6．2 支撑架现场验算

3．7 本章小结

第4章 大跨度空间建筑钢结构安装模拟分析

4．1 荷载计算

4．2 安装及卸载模拟仿真分析

4．2．1 施工过程模拟分析(以最大跨度C区分析)

4．2．2 施工过程中的变形分析

4．2．3 施工过程中的受力分析

4．3 桁架吊装验算

4．4 网壳吊装验算

4．5 支撑架荷载计算及模拟分析

4．5．1 支撑架荷载计算

4．5．2 支撑架计算模拟分析

4．6 吊装索具选择

4．7 小结

第5章 大跨空间钢结构焊接施工方案

5．1 现场焊接准备工作

5．1．1 焊接方法确定

5．1．2 焊前准备

5．2 现场焊接作业流程

5．2．1 焊接顺序

5．2．2 地面拼装的单榀桁架焊接

5．2．3 高空桁架对接焊接

5．2．4 相贯线焊缝节点要求

5．2．5 适当采取局部校正及补偿措施

5．2．6 焊接步骤

5．3 焊缝防腐处理

5．4 焊接变形与应力控制

5．4．1 减少收缩量

5．4．2 预留收缩余量措施

5．4．3 严格控制焊接顺序

5．5 焊接质量保证措施

5．5．1 焊接质量控制内容

5．5．2 天气及其它施焊环境要求

5．5．3 防风措施

5．5．4 防潮措施

5．5．5 焊缝检验的措施

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢