太原机场大跨复杂钢结构的设计与施工技术研究
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摘要
随着经济的发展和科学技术的不断进步,大跨度钢结构在建筑中的运用日益广泛。其中空间网格结构是以三维形体及三维受力为主要特征的结构型式,它的特点是受力合理,刚度大,重量轻,造价低,结构形式新颖丰富,生动活泼,可以突出结构美且富有艺术表现力。
但大跨空间网格结构的建设是一项复杂的系统工程,需对设计和施工进行一体化考虑。因此如何高效、准确地对这些复杂结构体系进行内力分析己经成为大跨空间结构领域中亟待解决的问题。本文从设计和施工两个方面对太原机场钢网架进行研究,具体工作内容如下:
1、首先介绍了大跨空间网格结构的特点、发展和应用现状,详细总结了网格结构的设计理论和常用施工方法以及新型施工方法。
2、以太原机场大跨钢结构屋盖为研究对象,针对该复杂结构,本文介绍并分析了其结构形式、计算模型、荷载工况及其组合,采用ANSYS大型有限元软件对该结构进行线弹性计算,对结构的位移、内力等静力性能和地震作用下的响应进行了详细系统的分析。
3、详细介绍了该结构的整个施工过程及复杂施工技术。
4、应用ANSYS软件对该网架结构的吊装过程进行计算机仿真,分析不同施工过程对结构的影响,并采用应力测控技术对该结构进行现场测控,对计算结果进行了详细分析,从而保证该结构的安全施工。
通过对太原机场网架结构的内力分析,表明该结构位移、应力等均能较好地满足要求,并得出结构的传力途径和控制工况组合。液压非同步翻转、同步提升到位的施工方法、现场应力测控和计算机仿真技术的应用能有效地指导整个施工过程,保证该工程安全、顺利完成。太原飞机场大跨钢屋盖是继其它平板双层、多层网架屋盖之后的又一成功工程实例,也开辟了一种新的施工技术。本文对该结构在设计、施工的系统分析,给以后该类大跨复杂钢结构的建设提供了宝贵的经验。
With the development of the economy and constant progress of science and technology,large-span steel structure for buildings is widely applied.Space latticework is constructed with three-dimensional space and body force,which is characterized by reasonable force,great stiffness,lightweight,low cost,innovative forms,which can highlight the beauty of the architecture and is full of artistic expression.
But large-span space latticework construction is a complex system,which demands integrated considerations of design and construction.Therefore,how to efficiently and accurately analyze the internal forces of this complex structure system have become urgent problems to be solved in areas of large-span spatial building of the world.This paper researched on grid structure from two aspects including design and construction.The specific work is as follows:
1、First,the paper introduces the characteristic,development and application of large-span space latticework.It specifically summarizes the design concept of shell structure,and focuses on common and new construction methods.
2、Taking Taiyuan Airport as the research target,the paper introduces and analyzes the complex structure,calculation models,and load cases and combinations,Using ANSYS to conduct the line calculation of the airport’s structure.Besides,the structural displacement,internal force and other static properties and seismic responses against earthquake are analyzed specifically and systematically.
3、The paper introduces the entire construction process of the structure and complexity of construction technology.
4、The paper includes application of ANSYS to stimulation lifting process of grid structure,analysis of different effects of construction process and use of stress measurement and control technology to realize on-site monitoring of the structure.
In summary,through the analysis of Taiyuan Airport’s grid structure,it shows that the structural displacement , stress and so can satisfy the requirements and obtain the load transfer and controlled conditions combination.Construction method such as hydraulic asynchronous flip,synchronous lift,the field stress monitoring and computer simulation technique can effectively guide the construction process , ensuring the safety and successful carryout of the project.Taiyuan Airport’s large-span steel roof was another successful construction case,following other double,multi-grid roof,but also opened up a mew construction technology.Based on the systematic analysis of design and construction , this paper has provided valuable experiences on the construction of large-span steel structure.
但大跨空间网格结构的建设是一项复杂的系统工程,需对设计和施工进行一体化考虑。因此如何高效、准确地对这些复杂结构体系进行内力分析己经成为大跨空间结构领域中亟待解决的问题。本文从设计和施工两个方面对太原机场钢网架进行研究,具体工作内容如下:
1、首先介绍了大跨空间网格结构的特点、发展和应用现状,详细总结了网格结构的设计理论和常用施工方法以及新型施工方法。
2、以太原机场大跨钢结构屋盖为研究对象,针对该复杂结构,本文介绍并分析了其结构形式、计算模型、荷载工况及其组合,采用ANSYS大型有限元软件对该结构进行线弹性计算,对结构的位移、内力等静力性能和地震作用下的响应进行了详细系统的分析。
3、详细介绍了该结构的整个施工过程及复杂施工技术。
4、应用ANSYS软件对该网架结构的吊装过程进行计算机仿真,分析不同施工过程对结构的影响,并采用应力测控技术对该结构进行现场测控,对计算结果进行了详细分析,从而保证该结构的安全施工。
通过对太原机场网架结构的内力分析,表明该结构位移、应力等均能较好地满足要求,并得出结构的传力途径和控制工况组合。液压非同步翻转、同步提升到位的施工方法、现场应力测控和计算机仿真技术的应用能有效地指导整个施工过程,保证该工程安全、顺利完成。太原飞机场大跨钢屋盖是继其它平板双层、多层网架屋盖之后的又一成功工程实例,也开辟了一种新的施工技术。本文对该结构在设计、施工的系统分析,给以后该类大跨复杂钢结构的建设提供了宝贵的经验。
With the development of the economy and constant progress of science and technology,large-span steel structure for buildings is widely applied.Space latticework is constructed with three-dimensional space and body force,which is characterized by reasonable force,great stiffness,lightweight,low cost,innovative forms,which can highlight the beauty of the architecture and is full of artistic expression.
But large-span space latticework construction is a complex system,which demands integrated considerations of design and construction.Therefore,how to efficiently and accurately analyze the internal forces of this complex structure system have become urgent problems to be solved in areas of large-span spatial building of the world.This paper researched on grid structure from two aspects including design and construction.The specific work is as follows:
1、First,the paper introduces the characteristic,development and application of large-span space latticework.It specifically summarizes the design concept of shell structure,and focuses on common and new construction methods.
2、Taking Taiyuan Airport as the research target,the paper introduces and analyzes the complex structure,calculation models,and load cases and combinations,Using ANSYS to conduct the line calculation of the airport’s structure.Besides,the structural displacement,internal force and other static properties and seismic responses against earthquake are analyzed specifically and systematically.
3、The paper introduces the entire construction process of the structure and complexity of construction technology.
4、The paper includes application of ANSYS to stimulation lifting process of grid structure,analysis of different effects of construction process and use of stress measurement and control technology to realize on-site monitoring of the structure.
In summary,through the analysis of Taiyuan Airport’s grid structure,it shows that the structural displacement , stress and so can satisfy the requirements and obtain the load transfer and controlled conditions combination.Construction method such as hydraulic asynchronous flip,synchronous lift,the field stress monitoring and computer simulation technique can effectively guide the construction process , ensuring the safety and successful carryout of the project.Taiyuan Airport’s large-span steel roof was another successful construction case,following other double,multi-grid roof,but also opened up a mew construction technology.Based on the systematic analysis of design and construction , this paper has provided valuable experiences on the construction of large-span steel structure.
引文
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