【硕士】大跨度空间钢结构施工仿真研究

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内容简介

　　【硕士】大跨度空间钢结构施工仿真研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：合肥工业大学　　学位年度：2011　　 随着社会的发展和科技的进步，人类创造出了外形和结构各异的建筑形式，而能够提供更大空间的大跨度结构一直是人们追求的目标，因此可以说，空间结构的发展在很大程度上反映了人类建筑史的发展。随着钢铁产量和质量的不断提高，以钢材为主要材料的大跨度空间钢结构，集美观、实用、安全、环保、轻质等优点于一身，在体育馆、航站楼、火车站、厂房等当今人类社会必不可缺的建筑物中发挥着不可替代的重要应用。　　 本文以合肥新桥国际机场航站楼为研究背景，在参考大量相关文献资料的基础上，对大跨度空间钢结构在国内外的发展应用和施工仿真研究现状进行了系统介绍。基于大跨度空间钢结构形式灵活多样、施工过程中的受力状态与设计要求未必完全一致、仍无比较系统的施工工法等现状，对其进行施工过程仿真分析，并依据计算结果制定合理的施工方案就显得至关重要，从而保证结构施工过程的安全、经济和高效。本文研究的主要内容概括如下：　　(1)介绍了大跨度空间钢结构施工力学与仿真分析基本理论，包括时变结构和时变力学理论、施工仿真分析步骤和方法、生死单元技术等；　　(2)建立所研究刚架的ANSYS有限元模型，利用生死单元技术分析两种安装方案，并根据与一次性加载结果最为接近的原则选择最佳方案；　　(3)根据支撑架反力从大到小的顺序依次拆除五个临时支撑架，并从应力和位移两个方面控制卸载过程中结构的安全性；　　(4)模拟了三角管桁架段脱胎翻转过程中的力学状态，并根据“低应力，小位移"的原则选择了最佳吊点。　　 研究结果表明，基于有限元分析软件ANSYS的施工过程仿真计算，不仅能够为大跨度空间钢结构的施工过程提供可靠的理论参考，还可以根据多种方案的结果比较迸行方案优化选择。同时将研究中发现的一些问题列举出来，有待在日后的研究工作中进一步发展和完善。　　

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