大跨空间钢结构整体提升施工关键技术研究

发布时间：2018-05-22 20:12

本文选题：大跨空间钢结构 + 整体提升　；参考：《北京建筑大学》2013年硕士论文

【摘要】：随着我国综合国力的提高和建筑业的快速发展，大跨空间钢结构正处于迅猛发展时期，各种大型、复杂、超重的钢结构和钢结构件在工程中得到广泛的运用，随之而来的便是大型钢结构相应施工技术的发展和创新，大跨空间钢结构的整体提升施工技术是近年来在我国施工行业逐步发展起来的一种新型的钢结构安装技术。这一技术适应了我国对于开发应用大跨空间钢结构安装新技术的需求，对加快我国的现代化进程具有十分重要的现实意义。本文详细介绍了目前大跨空间钢结构安装较常用的几种施工方法，如高空散装法，分条分块吊装法，整体吊装法，高空滑移法，整体提升法，整体顶升法，折叠展开法。列举了应用各种方法的一些代表性工程。重点归纳总结了整体提升施工技术的研究现状并指出了该技术研究存在提升点的最优布置、不同步工况的模拟计算、同步控制方法、整体提升使用的机械设备等方面的一些不足，指明了本文研究的目的及意义所在。本文通过大量的资料查阅及社会调研，系统研究了整体提升系统的三个组成部分及各部分的工作原理，论述了大跨空间钢结构整体提升施工状态力学分析与设计状态存在的四点不同之处。剖析了同步控制策略的三个组成部分及目前较常用的位置式PID控制算法，增量式PID控制算法以及改进的PID双限幅控制算法三种控制算法。归纳总结了大跨空间钢结构整体提升施工工艺流程各阶段关键技术及注意事项。本文以国家电网智能研究院钢连廊整体提升工程为例，提出了大跨度空间桁架结构提升方案定性分析应考虑的因素，对各钢连廊被提升部分建立完整的有限元模型，运用有限元软件Midas进行两类不利工况的计算，提取各工况下提升反力的峰值作为后续设计计算的参考。确定了施工控制工况作为施工过程控制及临时加固构件设置的依据，应用有限元软件ANSYS对提升支撑架和下提升点工装进行了应力和变形的验算充分保证了结构的安全。提出了一系列适用于此类结构的同步控制及安全保证措施。该工程的顺利实施充分验证了文中各项成果的有效性和可行性，文中针对整体提升施工技术提出的原理，使用的计算方法，选取的计算参数，总结的规律等可为同类结构的整体提升施工提供设计参考，也可为拓展此施工工艺的应用领域提供参考。本文以西郊机场网架屋盖整体提升工程为例，提出了大跨度空间网架结构提升点布置的影响因素，，通过对五种提升点布置方案的比选确定了最终的提升点数量及位置。归纳出了此类工程典型不同步工况选取的三点原则并提出了一系列的同步控制措施，对机库网架屋盖被提升部分建立完整的有限元模型，运用有限元软件Midas进行不同步工况及提升点失效工况的计算，分析两类工况下结构应力及变形的响应规律，根据计算结果提出了被提升结构的加固措施及杆件替换方案。根据整体计算结果设计合理的提升支撑架以及下提升点工装，并应用有限元软件ANSYS对提升支撑架、下提升点及被提升结构部分连接节点和杆件进行验算校核，充分保证结构的安全。对卸载阶段边界条件的瞬间变换进行了模拟计算，确保了卸载阶段施工的安全。文章最后还对整体提升施工技术中需要进一步解决的关键问题做出了展望，有待于后人的继续研究。
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【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU393.3

【参考文献】