晶體結(jié)構(gòu)空間群表

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晶體結(jié)構(gòu)空間群表優(yōu)質(zhì)資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)質(zhì)資料，歡迎下載）Symbolsofthe230CrystallographicSpaceGroups晶系(Crystalsystem)點(diǎn)群(Pointgroup)空間群(Spacegroup)國際符號(hào)(HM)圣佛利斯符號(hào)(Schfl.)三斜晶系1C1P1

CiP

單斜晶系2P2P21C2

mPmPcCmCc

2/mP2/mP21/mC2/mP2/cP21/CC2/c

正交晶系222P222P2221P21212P212121C2221C222F222I222I212121mm2Pmm2Pmc21Pcc2Pma2Pca21Pnc2Pmn21Pba2Pna21Pnn2Cmm2Cmc21Ccc2Amm2Abm2Ama2Aba2Fmm2Fdd2Imm2Iba2Ima2

mmmPmmmPnnnPccmPbanPmmaPnnaPmnaPccaPbamPccnPbcmPnnmPmmnPbcnPbcaPnmaCmcmCmcaCmmmCccmCmmaCccaFmmmFdddImmmIbamIbcaImma

四方晶系4P4P41P42P43I4I41

PI

4/mP4/mP42/mP4/nP42/nI4/mI41/a

422P422P4212P4122P41212P4222P42212P4322P43212I422I4122

4mmP4mmP4bmP42cmP42nmP4ccP4ncP42mcP42bcI4mmI4cmI41mdI41cd

2mP2mP2cP21mP21cPm2Pc2Pb2Pn2Im2Ic2I2mI2d

4/mmm

三方晶系3P3P31P32R3

PR

32P312P321P3112P3121P3212P3221R32

3mP3m1P31mP3c1P31cR3mR3c

mP1mP1cPm1Pc1RmRc

六方晶系6P6P61P65P62P64P63

P

6/mP6/mP63/m

622P622P6122P6522P6222P6422P6322

6mmP6mmP6ccP63cmP63mc

m2Pm2Pc2P2mP2c

6/mmm

立方晶系23P23F23I23P213I213

mPm3Pn3Fm3Fd3Im3Pa3Ia3

432P432P4232F432F4132I432P4332P4132I4132

3mP3mF3mI3mP3nF3cI3d

mmPmmPnnPmnPnmFmmFmcFdmFdcImmIad

1P12P-13P24P215C26Pm7Pc8Cm9Cc10P2/m11P21/m12C2/m13P2/c14P21/c15C2/c16P22217P222118P2121219P21212120C222121C22222F22223I22224I21212125Pmm226Pmc2127Pcc228Pma229Pca2130Pnc231Pmn2132Pba233Pna2134Pnn235Cmm236Cmc2137Ccc238Amm239Abm240Ama241Aba242Fmm243Fdd244Imm245Iba246Ima247Pmmm48Pnnn49Pccm50Pban51Pmma52Pnna53Pmna54Pcca55Pbam56Pccn57Pbcm58Pnnm59Pmmn60Pbcn61Pbca62Pnma63Cmcm64Cmca65Cmmm66Cccm67Cmma68Ccca69Fmmm70Fddd71Immm72Ibam73Ibca74Imma75P476P4177P4278P4379I480I4181P-482I-483P4/m84P42/m85P4/n86P42/n87I4/m88I41/a89P42290P421291P412292P4121293P422294P4221295P432296P4321297I42298I412299P4mm100P4bm101P42cm102P42nm103P4cc104P4nc105P42mc106P42bc107I4mm108I4cm109I41md110I41cd111P-42m112P-42c113P-421m114P-421c115P-4m2116P-4c2117P-4b2118P-4n2119I-4m2120I-4c2121I-42m122I-42d123P4/mmm124P4/mcc125P4/nbm126P4/nnc127P4/mbm128P4/mnc129P4/nmm130P4/ncc131P42/mmc132P42/mcm133P42/nbc134P42/nnm135P42/mbc136P42/mnm137P42/nmc138P42/ncm139I4/mmm140I4/mcm141I41/amd142I41/acd143P3144P31145P32146R3147P-3148R-3149P312150P321151P3112152P3121153P3212154P3221155R32156P3m1157P31m158P3c1159P31c160R3m161R3c162P-31m163P-31c164P-3m1165P-3c1166R-3m167R-3c168P6169P61170P65171P62172P64173P63174P-6175P6/m176P63/m177P622178P6122179P6522180P6222181P6422182P6322183P6mm184P6cc185P63cm186P63mc187P-6m2188P-6c2189P-62m190P-62c191P6/mmm192P6/mcc193P63/mcm194P63/mmc195P23196F23197I23198P213199I213200Pm-3201Pn-3202Fm-3203Fd-3204Im-3205Pa-3206Ia-3207P432208P4232209F432210F4132211I432212P4332213P4132214I4132215P-43m216F-43m217I-43m218P-43n219F-43c220I-43d221Pm-3m222Pn-3n223Pm-3n224Pn-3m225Fm-3m226Fm-3c227Fd-3m228Fd-3c229Im-3m230Ia-3d同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院博士學(xué)位論文大型空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工方法與控制參數(shù)研究姓名：遇瑞申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:博士專業(yè):土木工程施工指導(dǎo)教師：羅永峰20080601摘要摘要大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋體形龐大、體系復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工安裝是相輔相成、緊密結(jié)合的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)使得大跨度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定等要求并應(yīng)考慮施工的可能性及方便性，施工安裝則應(yīng)該在實(shí)現(xiàn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅外觀,滿足其建筑的美學(xué)功能的同時(shí)，保證其設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的幾何和構(gòu)造條件。整體吊裝法包括整體吊升法、整體提升法和整體頂升法,是目前大跨度鋼結(jié)構(gòu)普遍采用的一種新型施工方法。與早期的高空散裝法以及分條、分塊的安裝方法相比，整體吊裝施工方法具有作業(yè)安全、工期短以及費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn).因此，本文將整體吊裝法作為研究的重點(diǎn).本文總結(jié)了大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在采用整體吊裝方法施工時(shí)需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。對(duì)于一些可以通過先進(jìn)的施工技術(shù)以及現(xiàn)有的計(jì)算程序可以解決的問題，闡述了相應(yīng)的解決方法；而對(duì)于那些目前處理方法不是很完善，必須采用新的計(jì)算方法，選擇合理的控制參數(shù)進(jìn)行分析驗(yàn)算的問題，指出了目前研究方法的不足之處，并在此基礎(chǔ)上確定了本文所要解決的關(guān)鍵問題一采用整體吊裝法施工的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的參數(shù)控制問題，即吊點(diǎn)數(shù)量和位置的確定以及同步性控制的問題.本文詳細(xì)介紹了目前在進(jìn)行施工力學(xué)問題分析時(shí)可以采用的四種方法以及相應(yīng)分析方法的適用范圍和局限性。根據(jù)采用整體吊裝方法施工的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中的特點(diǎn),指出了結(jié)構(gòu)在施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)階段的力學(xué)分析之間存在的“四點(diǎn)差異",并結(jié)合所研究問題提出了本文擬采用的力學(xué)分析方法。本文以國外確定履帶式起重機(jī)運(yùn)行軌跡的計(jì)算流程“randomguess”為基礎(chǔ),并考慮鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝過程中吊點(diǎn)問題的特點(diǎn),提出了用于確定并優(yōu)化吊點(diǎn)的修正的“randomguess”計(jì)算流程.以一榀空間桁架為計(jì)算模型,利用修正的“randomguess''流程分析計(jì)算結(jié)構(gòu)的最少吊點(diǎn)數(shù)量及最優(yōu)位置，將計(jì)算結(jié)果與確定簡(jiǎn)單梁構(gòu)件吊點(diǎn)位置的傳統(tǒng)分析方法得到的結(jié)果相比較，說明了修J下的“randomguess”計(jì)算流程是一種較好的解決結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)問題的分析方法,并得出解決單榀空間桁架吊裝過程中吊點(diǎn)問題的相關(guān)結(jié)論.摘要本文選取四角錐體系網(wǎng)架為計(jì)算模型，以結(jié)構(gòu)形式、跨度、附加荷載及吊點(diǎn)的設(shè)置方式為主要影響因素，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力比和結(jié)構(gòu)撓度為評(píng)價(jià)指標(biāo),分別分析各個(gè)因素對(duì)結(jié)構(gòu)在整體吊裝過程中所需要的吊點(diǎn)數(shù)量的影響。為了綜合分析各因素的影響,以正交理論為準(zhǔn)則,建立48種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架計(jì)算模型，并采用修正的“randomguess"流程,計(jì)算各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架采用整體吊裝方法施工時(shí)所需要的最小吊點(diǎn)數(shù)量。以最小二乘法為理論基礎(chǔ)，采用Matlab編制程序,對(duì)已有的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行線性回歸,得出了大跨度網(wǎng)架在采用整體吊裝法施工過程中所需要的最少吊點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算公式。本文針對(duì)吊點(diǎn)不同步問題可能對(duì)結(jié)構(gòu)自身受力的影響，提出了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體安裝施工過程中吊點(diǎn)提升不同步限值的計(jì)算分析流程“non-synchronismlimitation”。以跨度、吊點(diǎn)的設(shè)置方式、吊點(diǎn)的數(shù)量以及相鄰吊點(diǎn)間距離為影響因素,分別分析各因素對(duì)吊點(diǎn)提升不同步限值的影響，并通過計(jì)算分析結(jié)果確定各因素與吊點(diǎn)提升不同步限值之間的相互關(guān)系。為了綜合分析各個(gè)因素的影響，以正交理論為準(zhǔn)則,建立162種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架計(jì)算模型，并采用“non-synchronismlimitation”計(jì)算流程,分析各個(gè)結(jié)構(gòu)采用整體吊裝方法施工時(shí)吊點(diǎn)不同步提升限值,并對(duì)已有的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行總結(jié)回歸，得出了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體安裝施工過程中吊點(diǎn)提升不同步限值的計(jì)算公式。本文根據(jù)整體吊裝施工方法的特點(diǎn),提出采用該方法施工的大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理的施工流程。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合結(jié)構(gòu)施工過程中的具體情況,找出網(wǎng)架施工主要階段需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題,并根據(jù)各個(gè)問題的特殊性指出用以解決相應(yīng)問題所采用的技術(shù)手段、構(gòu)造措施以及力學(xué)分析方法等。本文認(rèn)為,在施工前采用本文的回歸公式計(jì)算結(jié)構(gòu)的吊點(diǎn)數(shù)量和位置以及不同步限值,可以在保證施工安全性的基礎(chǔ)上提高其經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞:大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)，整體吊裝施工方法,吊點(diǎn)數(shù)量和位置,同步性控制，修正的“randomguess”計(jì)算流程,線形回歸，“non-synchronismlimitation”計(jì)算流程IIAbstractAbstractLong-spansteelroofusuallyhasacomplexstructuresystem.Thedesignandconstructionofthestructurearetightlyrelatedwitheachother。ThedesignensuresthecomponentsofthesnllctIlretomeetwiththerequirementsofstrengthandstability.However,greatattentionshouldalsobegiventoitsconstructionprocess，sinceotherrequirementsshouldalsobemet,forexample,theeleganceoftheappearance,thatis,theaestheticfunctionwhichcanonlyberealizedthrough11igh—qualityconstruction.Wholes咖cturelifting，atpresent,isacommonlyusednewmethodintheconstructionoflong-spansteelstructures。Comparedwiththeoldmethodofsinglememberassemblinginhighdesignpositionandthemethodofpartitionedblockassembling，wholestmctureliftingmethodhastheadvantagesofsafetyinconstruction,shortconstructionperiodandlowconstructionexpenses.Therefore，wholestructureliftingmethodistakenasthemainresearchobjectiveinthisdissertation。Basedonalotofpreviousresearchesandreferences，somecrucialtechnicalproblemsofthewholes缸u(yù)ctureliftingmethodintheconstructionoflong-spanspatialsteelstructIⅡ1esaresummarized.ForthoseproblemsthatCallbesolvedbymeansofmodemadvancedconstructiontechniquesandthepresentcomputerprograms，thecorrespondingsolvingmethodsarelisted.Forthoseproblemsthatareinneedofmoreadvancedtechniquesandmustbeanalyzedandcalculatedwithnewtheoreticalmethods，thedisadvantagesofthepresentmethodsarepointedout。Atthesametime,theresearchaimsofthisdissertationareproposed—-theparametercontrolduringtheconstructionofthelong-spanspatialsteels仃1Jctl】resusingwholestructureliftingmethod，thatis,thenumberandlocationofliftingpointsandthesynchronizingcontroloflifting.Fourpresently-usedmethodsinanalysisoftheconstructionmechanicsandcommentsontheirrelativeapplicablefieldsandlimitsaresummarizedinthisIIIAbstractdissertation。Basedonthespecialcharacteristiesoftheconstructionprocessofthelong—spansteelstructureswithwholestructureliftingmethod,“fourdifferences’’inmechanicsanalysisbetweentheconstructionperiodandthedesignperiodarepointedout.Then,theoreticalmethodadoptedinthisdissertationisproposed。Accordingtothespecialfeaturesofliftingpointproblems,amodified‘'randomguess”algorithmisproposedinthedissertation。Thisnewmodified“randomguess’’algorithmisbasedontheoriginal“randomguess’’algorithm,whichiswidelyusedoverseas,inobtainingtheoperationtraceofcranes.Along-spanspatialtrussistakenascalculationmodel.Theminimumnumberofliftingpointsandthebestlocationsoftheliftingpointsinthetrussarecalculatedwiththemodified“randomguess’’algorithm。Then，theresultsarecomparedwiththosegotbythetraditionalmethodwhichiscalculatedforlocatingtheliftingpointsofthebeam。Fromthiscomparison，aconclusionCanbedrawnthatthemodified‘‘randomguess’’algorithmisabettermethodinsolvingtheproblemofliftingpointsforthestructures.Thepyramidgridspatialtrussesaretakenasthelong—spanspatialstructuremodelsforconstructioncalculation.Theform,span,additionalloadofstructuresandthepositionstyleoftheliftingpointsaretakenasmainfactors。Thestressratioofthestructuralmembersandthedeflectionofthestructuresduringconstructionaretakenasevaluationindex。Then,theeffectsofeachfactoronthenumberofliftingpointsrequiredinthewholestructureliftingareanalyzedrelatively。Inordertoconsidertheeffectsofallfactorstogether，theorthogonaltheoryistakenascriterionfordesigning48standardtrussmodels.Theminimumnumberofliftingpointsforeachtrussduringliftingiscalculatedwiththemodified“randomguess”algorithm。Afterthis,basedontheleastsquaremethodandMatlabprogram,linearregressionaboutthecalculatedresultsisconducted.Aformulaforcalculatingtheminimumnumberofliftingpoints,whichisrequiredintheconstructionprocessoflong—span鰣dstructureswhenthewholestructureliftingisapplied,isderived。Consideringthepossibleeffectscausedbythenon-synchronismoftheliftingpoints,anon—synchronismlimitationalgorithmforliftingpointsinwholestructureliftingprocessisproposed.Thespanofthestructure,positionstyleoftheliftingpoints，numberoftheliftingpointsandthedistancebetweenadjacentliftingpointsIVAbstractaretakenasmainfactors.Theeffectsofeachfactoronthenon-synchronismoftheliffingpointsareanalyzedrespectively。Fromthenumericalresults，therelationsbetweenthefactorsandthenon—synchronismofliftingpointsarefound.Inordertoconsidertheeffectsofallfactorstogether,theorthogonaltheoryistakenascriterionfordesigning162standardtrussmodels.Thenthenon—synchronismlimitationalgorithmisadoptedtocalculatethenon—synchronismlimitationofeachstructure,foewhichthewholestructureliftingmethodisadopted.Theregressionofthecalculatedresultsisconducted.Aformulaforcalculatingthenon—synchronismlimitationoftheliftingpointsduringconstructionprocesswhenthewholestructureliftingmethodisadoptedforthelong—spanspatialtrussesisobtained。Basedonthecharacteristicsofthewholestructureliffingmethod,arationalconstructionflowdha】噸isputforwardforthelong—spangridstructureswhenthewholestructureliftingmethodisadopted。Then，consideringthespecialsituationsinthepracticalprocessofconstruction,thecrucialtechnicalproblemsincriticalstepsoftheconstructionarefoundout.Accordingtotheparticularitiesoftheproblems,somecorrespondingconstructionmethodsandmechanicsanalysismethodsareputforward.Thenaconclusionisdrawnthatiftheregressionformulasareadoptedincalculatingthenumberandlocationoftheliftingpointsandnon—synchronismlimitationbeforethelifting,theconstructionprocedurewillbesafeandeconomical.KeyWords：long-spanspatialsteelstructure,wholestructureliftingconstructionmethod,thenumberandlocationofliftingpoints，thesynchronizingcontrol,modified‘'randomguess”algorithm，linearregression，non-synchronismlimitationalgorithmV同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,進(jìn)行研究工作所取得的成果.除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：》奄吝年6只魄El學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文;學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù);學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版;在不以贏利為目的的前提下,學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。學(xué)位論文作者簽名：》咄年6只16El第1章緒論1.1引言第1章緒論我國大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)自上個(gè)世紀(jì)五六十年代開始建造并不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式逐漸趨向多樣化，從最初的網(wǎng)架、網(wǎng)殼發(fā)展到預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、空間管桁結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、張弦結(jié)構(gòu)等;截面形式從早期的圓鋼管，發(fā)展到現(xiàn)在廣泛采用的箱型鋼、H型鋼等；節(jié)點(diǎn)也出現(xiàn)了諸如相貫節(jié)點(diǎn)和鑄鋼節(jié)點(diǎn)等復(fù)雜的形式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步,大型空間鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為我國發(fā)展最迅速、最活躍、最具特色的建筑類型之一【l】【21。要推廣大型空間鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,必須考慮設(shè)計(jì)和施工兩方面的要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)使得大跨度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定等要求并應(yīng)考慮施工的可能性及方便性,施工安裝則應(yīng)該在實(shí)現(xiàn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅外觀,滿足其建筑的美學(xué)功能的同時(shí)，保證其設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的幾何和構(gòu)造條件。工程與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可行，但由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、施工方法的多樣性、施工過程各種因素相互影響,使得對(duì)結(jié)構(gòu)的施工過程進(jìn)行合理的計(jì)算分析變得十分困難。因此,迫切需要系統(tǒng)研究大型空間鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)及其相關(guān)分析計(jì)算理論,使其施工過程建立在科學(xué)、定量分析、虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上,從而確保施工過程的工藝先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。1。2大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)可分為三類:剛性結(jié)構(gòu)體系、柔性結(jié)構(gòu)體系以及剛?cè)峤M合結(jié)構(gòu)體系,不同結(jié)構(gòu)體系在其建造成型過程中所采用的施工方法也不盡相同。在施工過程中,為了保證大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性,必須針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系選擇合理的施工方法。1.2。1剛性大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法剛性大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)是指無需對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,其本身便具有足夠的第1章緒論剛度和空間穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu),如網(wǎng)架、網(wǎng)殼以及空間桁架等.目前,凄類結(jié)構(gòu)的施工主要采用以下幾種方法：11高空散裝法高空散裝法是將小拼單元或敞件（單根桿件及單個(gè)節(jié)點(diǎn)值接在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行拼裝的方法,有全支架和懸挑法兩種。全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法則多用于小拼單元在高空總拼的情況。由于小拼單元或散件是在高空進(jìn)行拼裝,因此在施工過程中無需用大型的起重設(shè)備，而需用大量的腳手材料p】。工程應(yīng)用：奧運(yùn)主體育場(chǎng)—-鳥巢結(jié)構(gòu)，如圖I1所示。幽11采用高空散裝法施工的鳥巢結(jié)構(gòu)21分條或分塊安裝法分條或分塊安裝法是指將結(jié)構(gòu)分成條狀或塊狀單元，然后分別由起重設(shè)各吊裝至高空毆計(jì)位置就位,最后再連成整體的安裝方法。分條或分塊安裝法中大部分的焊接和拼裝工作在地面進(jìn)行,在提高工程質(zhì)量的同時(shí)節(jié)省了大部分拼裝支架?？７椒ㄟm用于分割后的單元具有足夠剛度并能夠保證自身的幾何不變的結(jié)構(gòu)的施_丁，否則應(yīng)采取l臨時(shí)加固措施n工程應(yīng)用:國家大劇院㈡如圖12所示.熟a主要構(gòu)件地面預(yù)拼裝b1主要構(gòu)什安裝圖12采HJ分條或分塊法施工的國家人劇院31整體吊裝施工方法一第1章緒論整體吊裝施工方法足指結(jié)構(gòu)在地面上總拼后。采用吊午、液壓千斤頂系統(tǒng)以及纜索等起重機(jī)具，將結(jié)構(gòu)安裝就位的施工方法Ⅲ。工程應(yīng)用:北京西客站=E站房鋼門樓q如圖1.3所示。^圖l3采用整體吊裝法旆工的北京西客站主站房鋼門樓41滑穆法滑移法是指將分條的結(jié)構(gòu)單元在事先設(shè)置的滑軌上單條f或逐條滑移到設(shè)計(jì)位置并拼接成整體的安裝方法。按滑行方式分為單條滑移法和逐條累積滑移法;按滑移過程中摩擦方式可分為滾動(dòng)式滑移和滑動(dòng)式滑移；按滑移過程中移動(dòng)對(duì)象可分為胎架滑移和結(jié)構(gòu)主體滑移;按滑移軌道布置方式可分為直線滑移和曲線滑移：按滑移牽引力作用方式分為牽日F法滑移和頂推法滑移.結(jié)構(gòu)的施工一般是架空作業(yè),可以與下部其他施工平行立體進(jìn)行.并且對(duì)建筑物內(nèi)部施工影響較小,因此可以縮短施工周期。另外，采用該方法施工無需大型起重設(shè)備和牽引設(shè)備口】。工程應(yīng)用：重慶江北國琢機(jī)場(chǎng)航站主樓【6】，如圖14所示。圖14采用槽移法施i的重慶江北國際機(jī)場(chǎng)航站主樓51攀達(dá)穹頂（pantadorae體系施工方法攀達(dá)穹頂體系施工方法雖早是由日本法政大學(xué)教授川口衛(wèi)所提出的。在旆工過程中，首先暫不安裝某些部位的桿件，使結(jié)構(gòu)處于一種可以折疊的狀態(tài),第1章緒論然后用液壓頂升或者是采用向穹頂內(nèi)吹氣施加氣壓的方法把結(jié)構(gòu)安裝到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，最后連上前面未安裝的桿件，此時(shí)一個(gè)幾何可變的機(jī)構(gòu)即被“鎖住”并變成了一個(gè)穩(wěn)定的幾何不變結(jié)構(gòu)m嗍。攀達(dá)穹項(xiàng)體系施工方法的基本原理如圖1。5所示吼圈15攀逃穹順體系施工方法的基本原理工程應(yīng)用：R本奈良大會(huì)堂。6折疊展開法折疊展開法的施工原理與攀達(dá)穹頂（pantadome體系施工方法較為相似，在施工初期需要去掉結(jié)構(gòu)中的某些桿什,將結(jié)構(gòu)在地面上折替起來,然后將結(jié)構(gòu)提升到設(shè)訓(xùn)高度,最后補(bǔ)上未安裝的構(gòu)什，使結(jié)構(gòu)在整個(gè)施上過程葉1經(jīng)歷機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)的變化過程。但是與更適合于雙曲率結(jié)構(gòu)旌_【=的攀達(dá)穹頂體系施工方法相比，折疊展開法更適用于單曲率結(jié)構(gòu).T程應(yīng)用：河南省鴨河u電廠干煤棚柱面網(wǎng)殼【”】,如圖1.6所示。7臨時(shí)塔提升法嘲圉L6南附鴨河口電廠干煤柵網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工過程第1章緒論巴克明斯特?富勒(BuckminsterFuller采用的臨時(shí)塔方法首先在穹頂?shù)闹行慕ㄒ粋€(gè)I臨時(shí)塔,從塔頂上用鋼絲繩懸掛起同心拼裝好的穹頂?shù)囊徊糠?，隨著組裝的進(jìn)行,穹頂也逐漸被提升起來【l¨.工程應(yīng)用:美國夏威夷市某穹頂。8針對(duì)局部單雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特殊施工方法局部單雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是在雙層網(wǎng)殼的基礎(chǔ)上應(yīng)用等強(qiáng)度殼體理論而形成的一類大跨屋蓋結(jié)構(gòu),在等強(qiáng)度殼體的較薄區(qū)域設(shè)置單層網(wǎng)殼，較厚區(qū)域則采用上下弦層曲率相同的雙層網(wǎng)殼，在單、雙層的交接處建立剛度漸變區(qū)。這類結(jié)構(gòu)的安裝以前一直采用傳統(tǒng)的高空散裝法,近幾年工程技術(shù)人員針對(duì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)施工方法作了較大改進(jìn),提出了滑移腳手架安裝法和雙層骨架一單層網(wǎng)殼分別提升法【12】。①滑移腳手架安裝法滑移腳手架安裝法又稱活動(dòng)支架安裝法。其施工過程是先在高空拼接形成骨架(即雙層網(wǎng)殼部分，然后在搭設(shè)的活動(dòng)支架臺(tái)上對(duì)稱循環(huán)地安裝單層網(wǎng)殼,從而完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的拼裝.施工時(shí)為控制結(jié)構(gòu)的撓度一般需加設(shè)少量臨時(shí)支撐.工程應(yīng)用:廣東省新興縣體育館。②雙層骨架——單層網(wǎng)殼分別提升法利用這種方法時(shí)首先要提升骨架，提升前在地面分塊拼接好雙層骨架，然后利用周邊剛度較大的混凝土柱來做提升塔（或加臨時(shí)短柱進(jìn)行起吊,接著再用拔桿直立提升單層網(wǎng)殼，最后在高空將單層網(wǎng)殼與雙層骨架拼裝起來。工程應(yīng)用：廣西省桂平市體育館。1.2。2預(yù)應(yīng)力大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法預(yù)應(yīng)力大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)屬于剛?cè)峤M合結(jié)構(gòu)體系，工程上常見的有預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架(殼、斜拉網(wǎng)架(殼、張弦梁(拱、預(yù)應(yīng)力桁架、弦支穹頂?shù)葞状箢悺?duì)于此類結(jié)構(gòu)而言,施工方法不但影響結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，而且將決定結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)力【l31.下面以目前較為流行的張弦梁、弦支穹頂結(jié)構(gòu)為例闡述預(yù)應(yīng)力大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法。1張弦梁結(jié)構(gòu)的施工張弦梁結(jié)構(gòu)(BeamStringStructure是由上弦剛性拱(或組合桁架、撐桿以及5第1章緒論下弦柔性索組成的自平衡預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu).在旌工過程中.張弦梁結(jié)構(gòu)的上弦剛性拱粱可在地面組裝后。再吊至設(shè)計(jì)位置安裝或搭設(shè)滿堂腳手架至設(shè)計(jì)標(biāo)高在高空原位拼裝:其下部拉索則可以按照掛(穿索斗索桿節(jié)點(diǎn)固定斗張拉索一張弦粱形狀調(diào)整這一步驟進(jìn)行施工。通常情況下,結(jié)構(gòu)對(duì)預(yù)應(yīng)力的輸入比較敏感,因而預(yù)應(yīng)力的施加要分步進(jìn)行,以免施加預(yù)應(yīng)力（如超張拉liq-使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的內(nèi)力或變形Ⅲ1。工程應(yīng)用：廣州國際會(huì)展中心、哈爾濱會(huì)展體育中心，如圖17所示.槲鵠麟a1Jl州國際會(huì)議展覽中心b哈爾濱會(huì)展中心圖17張弦粱結(jié)構(gòu)1程施I實(shí)例2弦直穹頂結(jié)構(gòu)的施工弦支穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)成理念來自于張拉整體體系(Tense印tySystem及單層球面網(wǎng)殼【”］。改結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)是通過給環(huán)索和斜索施加合理的預(yù)應(yīng)力來減小和控制單層網(wǎng)殼的變形和構(gòu)件的內(nèi)力，降低外環(huán)梁的推力,增加單層網(wǎng)殼穩(wěn)定性,防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大變形,從而充分發(fā)揮柔性結(jié)構(gòu)良好的抗震性能和剛性結(jié)構(gòu)良好的抗風(fēng)性能。弦支穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法困內(nèi)尚處在探索研究階段,目前多采用先安裝上層兩殼部分后進(jìn)行環(huán)向索張拉的方法。其上部?jī)蓺そY(jié)構(gòu)可以采用耵述剛性空間結(jié)構(gòu)的埔工方法；下部索的張拉施工則任上部網(wǎng)殼安裝后進(jìn)行，由rF部索為空蚓布置且相互聯(lián)系,兇而其張拉需要預(yù)先計(jì)算并確定合理的張拉控制方案。欠跨比小的弦支穹頂結(jié)構(gòu)的上部單層網(wǎng)殼剛度相對(duì)較小、穩(wěn)定性差，因此該部分小能聚用整體安裝的方法，甭則網(wǎng)殼可能還末安裝好就失穩(wěn)倒塌?，F(xiàn)階段推薦采用的施工方法是把整個(gè)結(jié)構(gòu)沿徑向按網(wǎng)殼桿件及拉索布置劃分成數(shù)圈,每圈為一個(gè)施‘【單兀。每個(gè)施工步完成。個(gè)施T單元的安裝及張拉,這樣在每一圈安裝且張拉完成后,都形成一個(gè)穩(wěn)定且有定承載能力的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)本身就可以作為下一圈施工時(shí)的腳手架，后續(xù)結(jié)構(gòu)部分可以在前面結(jié)構(gòu)的基第1常緒論礎(chǔ)上進(jìn)行施工安裝及張拉，從而實(shí)現(xiàn)分步無腳手架施工安裝【"l。工程應(yīng)用：沌口體育館,如圖l—8所示.固1.8沌口體育館弦支穹頂結(jié)構(gòu)工程施工實(shí)例1。2.3柔性大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法柔性鋼結(jié)構(gòu)包括懸索結(jié)構(gòu)、索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、索穹頂、索桁架、整體張拉結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)等。該類結(jié)構(gòu)必須通過施加預(yù)張力才能成形,結(jié)構(gòu)的受力性憊依賴T—自身的形狀，且結(jié)構(gòu)單元只能受拉【m.與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相同，柔性鋼結(jié)構(gòu)中單元的預(yù)應(yīng)力施加與控制是施工的重點(diǎn)㈣。1索結(jié)構(gòu)的施工懸索結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)鋼索和輕質(zhì)屋面材料制成,其自重較輕，安裝時(shí)不需要大型起重設(shè)備及腳手架，因此安裝方便,施工費(fèi)用較低.但是由于鋼索本身是柔性材料.在自然狀態(tài)下沒有剛度，故必須施加一定的預(yù)應(yīng)力才能賦予其一定形狀,成為在外荷載作用下具有必要?jiǎng)偠鹊姆€(wěn)定結(jié)構(gòu)。懸索結(jié)構(gòu)的一般施工順序是：①建立支撐結(jié)構(gòu)（柱、圈梁或框架并預(yù)留索孔或設(shè)置連接耳板:②把經(jīng)預(yù)｛t并按照準(zhǔn)確長(zhǎng)度準(zhǔn)備好的鋼索架設(shè)就位；③將鋼索調(diào)整到規(guī)定的初始位置并安裝錨具臨時(shí)固定:@按步驟進(jìn)行索的張拉并鋪設(shè)屋面09]。工程應(yīng)用：日本天城索穹頂,如圖19所示。、｛、審圖l9口奉天城索穹頂結(jié)構(gòu)第l章緒論2膜結(jié)構(gòu)的旆工膜結(jié)構(gòu)是近二十年才發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu),其安裝方法因結(jié)構(gòu)類型和場(chǎng)地情況的不同而有所區(qū)別.對(duì)于剛性邊界的膜結(jié)構(gòu),可采用就近地面張拉，連同邊界構(gòu)件一起吊裝的方法;也可采用現(xiàn)場(chǎng)空中拼裝，空中張拉的方法。對(duì)于柔性邊界膜結(jié)構(gòu),一般都采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位后再逐步張拉的安裝方法.膜結(jié)構(gòu)施T安裝中,膜材的剪裁精度,膜材的張托順序以及預(yù)張力的施加方式均是旆工的關(guān)鍵技術(shù)”o】。工程應(yīng)用；蕪湖體育場(chǎng),如圖1_10所示.削llO蕪湖體育場(chǎng)以上方法是口前大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的基本方法，它們均具有各自的特點(diǎn)和相應(yīng)的適用范圍。通常在確定一個(gè)特定結(jié)構(gòu)的施工方法時(shí)需要參考以F幾個(gè)原則【21】：①結(jié)構(gòu)的形狀和結(jié)構(gòu)形式；②工程的成本;③結(jié)構(gòu)的跨度和蘑艟:④施工的安全性：⑤旆工的工期;⑥屋面上的改各安裝情況。1.3整體吊裝施工方法的分類及其應(yīng)用整體吊裝施工方法包括整體吊升法、整體提升祛和整體頂升法。目前。建筑結(jié)構(gòu)艦?zāi)５臄U(kuò)人以及重型機(jī)械的應(yīng)用，使得談方法成為剮性大跨度空劇錒結(jié)構(gòu)施工的首選方法,因此本文將這種施工方法作為研究的重點(diǎn)。‘Jtt，期的高寧散裝以及分條、分塊的安裝方泣相比,整體吊裝施T方法具有以下優(yōu)點(diǎn)[22I：①結(jié)構(gòu)在地面投影位置拼裝，減少高空危險(xiǎn)作業(yè)，可以保障施丁人員的安全；②u,以與F部工程同時(shí)進(jìn)行,縮短工期:③減少l臨時(shí)支撐,節(jié)約臨時(shí)工程的費(fèi)用;④低能耗，低噪音，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益.第1章緒論1.3.1整體吊升法1整體吊升法概述整體吊升法是使用較早的一種大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，該方法將結(jié)構(gòu)在地面上總拼后，用拔桿或起重機(jī)等起重設(shè)備將其吊裝就位.由于整體的就位全部依靠起重設(shè)備來實(shí)現(xiàn),所以起重設(shè)備的起吊能力和起重移動(dòng)控制在整體吊升法中尤為重要【23】。2整體吊升法的施工工序包括以下三個(gè)步驟（如圖1.11所示：①設(shè)計(jì)位置地面組裝結(jié)構(gòu),做好吊裝準(zhǔn)備;②利用提升設(shè)備將結(jié)構(gòu)提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高；③結(jié)構(gòu)安裝完畢后，拆除臨時(shí)支撐。疊轷a地面組裝，準(zhǔn)備吊升‘\j.八‘、./。,\j，j？、^_\l/IIlIIlb吊升途中‘卜/卜/卜/I『c吊升就位圖1。11整體吊升法的施工工序3整體吊升法的適用范圍【24】①現(xiàn)場(chǎng)方便安裝撥桿等臨時(shí)支撐或重型起重設(shè)備進(jìn)場(chǎng)方便的工地；9第1章緒論②當(dāng)施工方案為采用就地與柱錯(cuò)位總拼時(shí)，應(yīng)以撥桿為起重設(shè)備;③當(dāng)施工方案為場(chǎng)外總拼時(shí)，應(yīng)采用履帶式、塔式起重機(jī)吊裝.4整體吊升法的技術(shù)要點(diǎn)①在采用多根撥桿吊裝網(wǎng)架時(shí),必須按照吊裝狀態(tài)、移位狀態(tài)、就位狀態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析【25】;②在吊裝時(shí)應(yīng)注意每根撥桿兩側(cè)滑輪組夾角相等、上升速度一致，空中移位時(shí),每根撥桿的同一側(cè)滑輪組鋼絲繩徐徐放松，防止出現(xiàn)由于兩側(cè)水平力不等而推動(dòng)結(jié)構(gòu)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的情況發(fā)生【261;③結(jié)構(gòu)就位時(shí)，一側(cè)滑輪組應(yīng)停止放松鋼絲繩而重新處于拉緊狀態(tài)；④采用多根撥桿吊裝時(shí)，應(yīng)盡量做到吊裝同步，即保證各撥桿以均勻一致的速度上升,從而減少結(jié)構(gòu)的不均勻受力【271。1.3.2整體提升法11整體提升法概述整體提升法可以分為單提結(jié)構(gòu)法、升梁抬升法和滑模法。單提結(jié)構(gòu)法是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)位置組裝后,利用安裝在柱子上的小型設(shè)備將整個(gè)結(jié)構(gòu)提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高以上,然后下降、就位、固定【2引。升梁抬升法是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)位置地面組裝，同時(shí)安裝支承結(jié)構(gòu)裝配的圈梁,把結(jié)構(gòu)支座擱置于此圈梁中部，在每個(gè)柱頂上安裝上提升設(shè)備，這些設(shè)備在提升圈梁的同時(shí),抬著結(jié)構(gòu)升至設(shè)計(jì)標(biāo)高【29】。升網(wǎng)滑模法是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)位置地面組裝,柱子則采用滑模施工，結(jié)構(gòu)的提升需要利用安裝在柱內(nèi)鋼筋上的滑模用千斤頂或勁性配筋上的升板機(jī),一邊提升網(wǎng)架,一邊升模板澆筑柱子【30】.2整體提升法的施工工序包括以下三個(gè)步驟（（如圖1.12所示①地面組裝結(jié)構(gòu)，安裝提升設(shè)備;②將結(jié)構(gòu)從地面提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高就位；③拆除提升設(shè)備,完成結(jié)構(gòu)安裝。a地面組裝，準(zhǔn)備提升10第1章緒論JL］【]‘】C了‘【了C丁^,CD■口、J口A’‘j■，b提升途中3C1CZ一，v、,?VⅣ、￡■Cc提升就位圖1.12整體提升法施工工序31l整體提升法的適用范臥31】①適用于底部為群柱點(diǎn)支承的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)；②由于使用的提升設(shè)備一般較小,因此該方法適用于場(chǎng)地狹窄時(shí)的施工;4整體提升法的技術(shù)要點(diǎn)①應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的施工過程進(jìn)行分析，校核桿件的截面,對(duì)危險(xiǎn)的部位進(jìn)行必要的加固；②對(duì)吊點(diǎn)的同步性進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免出現(xiàn)某些吊點(diǎn)受力過大的情況;③對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)載做好驗(yàn)算工作,準(zhǔn)備好應(yīng)急方案;④根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況布置好提升設(shè)備并驗(yàn)算其負(fù)荷能力。1。3.3整體頂升法1整體頂升法概述整體頂升法是將結(jié)構(gòu)在地面拼裝成整體,然后用千斤頂將結(jié)構(gòu)整體頂升到設(shè)計(jì)標(biāo)高的安裝方法。與提升法不同,頂升法的千斤頂安置在結(jié)構(gòu)的下面，另外在頂升過程中應(yīng)采取導(dǎo)向措施,以免結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移轉(zhuǎn)動(dòng)【32】。2整體頂升法的施工工序包括以下三個(gè)步驟(（如圖1。13所示①在離地面一定高度的地方組裝結(jié)構(gòu)，安裝頂升設(shè)備和導(dǎo)向設(shè)備;②在導(dǎo)向設(shè)備的引導(dǎo)下頂升結(jié)構(gòu)到設(shè)計(jì)標(biāo)高;③將結(jié)構(gòu)和支座連接好，拆除頂升設(shè)備和導(dǎo)向設(shè)備。第1章緒論a地面組裝,準(zhǔn)備頂升b頂升途中●—JLc頂升就位圖1.13整體頂升法施工工序3整體頂升法的適用范圍①最適用點(diǎn)支撐的網(wǎng)架的施工；②隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液壓頂升設(shè)備的能力得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，整體頂升法越來越多地應(yīng)用于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的安裝【33】.4整體頂升法的技術(shù)要點(diǎn)①當(dāng)利用結(jié)構(gòu)柱作為頂升支架時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算柱子在施工過程中的穩(wěn)定性【34】；②頂升法的千斤項(xiàng)安置在結(jié)構(gòu)的下面,在頂升過程中應(yīng)采取導(dǎo)向措施，以免結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移轉(zhuǎn)動(dòng)；③對(duì)整個(gè)施工過程應(yīng)進(jìn)行全程的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整。整體吊裝法是一種特別適用于大跨度網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工的方法,在整個(gè)施工過程中要盡量做好某些意外情況的應(yīng)急準(zhǔn)備,并避免在惡劣的天氣情況下進(jìn)行吊裝工作。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的組裝工作全部在地面進(jìn)行,還應(yīng)該協(xié)調(diào)好其與土建等其他分部工程之間的關(guān)系。12第1章緒論1.4大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工方法的研究現(xiàn)狀早在二十世紀(jì)五十年代國外便采用整體吊裝法對(duì)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工并取得成功，積累了一些經(jīng)驗(yàn),但由于技術(shù)保密等原因，一直沒有公開的技術(shù)資料【351。國內(nèi)學(xué)者對(duì)于整體吊裝施工方法及施工控制的研究早期主要集中在橋梁工程的相關(guān)領(lǐng)域【36H3引，而對(duì)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的相應(yīng)研究則較少。由于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在整體吊裝施工過程中表現(xiàn)出的力學(xué)問題和橋梁工程有較大的差異,使得對(duì)于橋梁工程領(lǐng)域的研究不能被借用，從而導(dǎo)致我國對(duì)于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工方法的研究相對(duì)滯后。從20世紀(jì)90年代起，我國才開始對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工技術(shù)進(jìn)行研究,并先后應(yīng)用于上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿超高空整體提升、北京西客站主站房1800t鋼門樓整體提升、北京首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位機(jī)庫和東方航空公司雙機(jī)位機(jī)庫、上海大劇院6075t鋼屋架整體提升,MFGA會(huì)展中心鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體吊裝等一系列重大建設(shè)工程【5】【39H431,雖然施工最終獲得了成功,但其中存在的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等問題并未得到很好解決。因此,迫切需要針對(duì)結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過程遇到的具體問題提出系統(tǒng)性的解決方案。目前，國內(nèi)外大型結(jié)構(gòu)的建造主要集中在中國。因而，關(guān)于大型鋼結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)的發(fā)展，中國的技術(shù)水平以及研究相對(duì)較為先進(jìn),國外因建設(shè)工程少而相對(duì)較為滯后.1。4.1大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在整體吊裝過程中存在的技術(shù)性問題目前，國內(nèi)外的很多學(xué)者都曾指出不同形式的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在整體吊裝施工過程中存在的一些問題及相應(yīng)的注意事項(xiàng)。通過查閱大量的文獻(xiàn),這里總結(jié)出以下9個(gè)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝時(shí)需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題【4】[421【刪.【58】：1結(jié)構(gòu)拆撐過程的模擬分析；2提升吊索的垂直度保證；3施工中可能存在的突發(fā)問題對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響；4在施工過程中存在的剛體位移和彈性變形的耦合問題的影響；5施工過程中提升速率變化引起的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響;6'吊點(diǎn)的數(shù)量和位置的確定t,13第1章緒論7吊裝過程中各吊點(diǎn)移動(dòng)不同步及其對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的影響;8_施工中的變邊界問題的模擬計(jì)算方法;9整個(gè)施工過程的動(dòng)態(tài)模擬。根據(jù)對(duì)于各個(gè)問題解決程度的不同，可以將上述問題分為兩大類。一類是可以通過一定的施工手段、先進(jìn)的施工技術(shù)以及現(xiàn)有的計(jì)算程序加以解決的問題;另一類則是目前的處理方法尚不完善，必須采用新的計(jì)算方法，選擇合理的控制參數(shù)進(jìn)行分析驗(yàn)算的問題。1。4。2第一類施工問題相應(yīng)的解決方法上一節(jié)中的前5個(gè)問題屬于第一類施工問題,對(duì)于該類問題目前已經(jīng)形成了較為成熟的解決方案，并己成功的應(yīng)用于實(shí)際的施工過程中.以下將對(duì)各個(gè)問題相應(yīng)的解決方法加以論述。1’結(jié)構(gòu)拆撐過程的模擬分析在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工過程中常常需要增加一些臨時(shí)支撐與結(jié)構(gòu)一起組成一個(gè)穩(wěn)定可靠的工作系統(tǒng)。在永久結(jié)構(gòu)成型以后，這些臨時(shí)支撐將會(huì)被拆除掉。此時(shí)，拆撐造成的內(nèi)力重分配可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的局部受力產(chǎn)生較大的影響.在施工過程中，施工人員所采取的拆撐方案不同，拆撐過程對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響程度也不盡相同,因此拆撐的方案設(shè)計(jì)以及在拆撐過程中結(jié)構(gòu)受力分析方法的選擇都是十分關(guān)鍵的問題。文獻(xiàn)【59]認(rèn)為在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的拆撐方案時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)原則:①受力體系轉(zhuǎn)化引起的內(nèi)力變化應(yīng)是緩慢的過程；②參與受力的各桿件應(yīng)處于彈性狀態(tài)并逐漸趨近設(shè)計(jì)狀態(tài)，不允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)永久變形；③各支撐點(diǎn)的卸載變形應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào);④拆撐應(yīng)易于控制、安全可靠。同時(shí)該文獻(xiàn)還提出了分析拆撐對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力影響的方法,即MEKA法。MEKA法又稱生死單元法，通過“激活"或者“殺死"在計(jì)算模型中已經(jīng)存在的單元來改變結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，從而表征各個(gè)單元對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。這種方法由于建立在功能強(qiáng)大的ANSYS平臺(tái)之上,應(yīng)用比較簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)在不同施工階段的內(nèi)力和變形的分析可以采用同一個(gè)計(jì)算模型完成，大大地節(jié)省了時(shí)間,提高了效率。2提升吊索的垂直度保證文獻(xiàn)[60】中指出，整體吊裝施工過程中保證提升吊索的垂直度主要是基于以14第i章緒論下兩個(gè)方面的要求：①錨具對(duì)吊索垂直度的要求；②提升架以及纜風(fēng)系統(tǒng)對(duì)吊索垂直度的要求。如果鋼絞線垂直偏移較大,將對(duì)提升架以及纜風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的水平分力，對(duì)整個(gè)提升系統(tǒng)不利。同時(shí)，文中列出了測(cè)控提升吊索垂直度的三個(gè)方法：①在結(jié)構(gòu)提升的過程中,用經(jīng)緯儀全程跟蹤鋼絞線的水平偏移量,設(shè)定邊界值；②用全站測(cè)距儀測(cè)量結(jié)構(gòu)的提升高度并列出結(jié)構(gòu)提升高度與其水平滑移距離的對(duì)照表；③設(shè)置導(dǎo)向裝置。31施工中可能存在的突發(fā)問題對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響文獻(xiàn)[611中指出了針對(duì)提升過程中的意外情況(大風(fēng)、雷雨、停電等可以采取如下措施：①掌握短期內(nèi)天氣預(yù)報(bào)；②保證電力供應(yīng)協(xié)調(diào);③提升控制系統(tǒng)應(yīng)具有超差或斷電停機(jī)保護(hù)功能;④一旦高差超差，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī),系統(tǒng)進(jìn)入安全行程狀態(tài)后，檢查超差停機(jī)原因；⑤具有防止結(jié)構(gòu)在提升過程中因風(fēng)載荷而產(chǎn)生擺動(dòng)的措施（如滑輪、纜風(fēng)繩等。4在施工過程中存在的剛體位移和彈性變形的耦合問題對(duì)結(jié)構(gòu)的影響結(jié)構(gòu)在整體施工的過程中會(huì)存在一個(gè)相當(dāng)大的剛體位移，因此,有人會(huì)認(rèn)為剛體位移和結(jié)構(gòu)構(gòu)件彈性變形的同時(shí)存在而產(chǎn)生的耦合效應(yīng)將使得結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件的內(nèi)力發(fā)生變化。從理論上對(duì)這一問題進(jìn)行計(jì)算與分析具有一定難度,這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的基于位移的有限元方法只能應(yīng)用于動(dòng)定的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),而不能對(duì)這種混合變形問題進(jìn)行求解。當(dāng)結(jié)構(gòu)中某點(diǎn)處的剛體位移超過限度時(shí),會(huì)導(dǎo)致總體剛度矩陣奇異而使得計(jì)算無法進(jìn)行下去。表面看來剛體位移和彈性變形的耦合對(duì)結(jié)構(gòu)的作用是一個(gè)很棘手的問題,但是在實(shí)際的施工過程中,這一問題是可以通過采取相應(yīng)的施工手段來避免的。一般的做法是：在起吊的初始階段通過分步加載的方法使整個(gè)結(jié)構(gòu)只發(fā)生彈性變形而并不產(chǎn)生剛體位移,當(dāng)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的形態(tài),并且各吊點(diǎn)的提升力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)再進(jìn)行整體提升.當(dāng)結(jié)構(gòu)升起后,則需要嚴(yán)格控制速度使提升緩慢進(jìn)行,這樣就使得結(jié)構(gòu)在只存在剛體位移而不會(huì)存在額外的彈性變形。換言之，在整體施工的過程中是可以通過采用合理的施工方式將剛體位移和彈性變形分開考慮的,這在施工行業(yè)里被稱之為“姿態(tài)控制"。5施工過程中提升速率變化引起的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的整體吊裝施工是一個(gè)相對(duì)慢速的過程【62】,通常情況下需要幾天甚至十幾天，因此在吊裝過程中速率對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響是可以忽略的。15第l章緒論然而，吊裝機(jī)具在啟動(dòng)和制動(dòng)瞬間對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響是必須考慮的。文獻(xiàn)［63】指出,在設(shè)備啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊荷載作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力與采用靜力分析方法得到的結(jié)果是有一定差別的,但是由于阻尼的存在，結(jié)構(gòu)構(gòu)件最終的內(nèi)力和位移都趨近于靜力分析方法的相應(yīng)計(jì)算結(jié)果。為了安全起見,文中建議通過將結(jié)構(gòu)的靜力分析結(jié)果乘以1。2～1.6的動(dòng)力系數(shù)來考慮設(shè)備啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響.上述的各個(gè)問題是在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工過程中較為常見的問題，其相應(yīng)的處理方法具有一定的通用性,可以被其他類似工程借用。1.4.3第二類施工問題目前的處理方法及其局限1.4.1節(jié)中提到的9個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題中后4個(gè)屬于第二類施工問題。其中吊點(diǎn)的數(shù)量和位置的選取以及吊裝過程中吊點(diǎn)不同步限值的確定屬于參數(shù)控制問題;施工中變邊界問題的模擬計(jì)算屬于結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題；施工過程的動(dòng)態(tài)模擬則屬于仿真問題。本節(jié)將在闡述目前對(duì)于第二類施工問題的處理方法的基礎(chǔ)上指出相應(yīng)問題的研究局限.11整體吊裝過程中參數(shù)控制問題的研究現(xiàn)狀及研究局限由于吊點(diǎn)的數(shù)量和位置的選取以及吊裝過程中吊點(diǎn)不同步限值的確定問題與結(jié)構(gòu)本身的一些參數(shù)有關(guān)，因此將其歸為參數(shù)控制問題。(1吊點(diǎn)的數(shù)量和位置確定問題的研究現(xiàn)狀與研究局限如何選擇吊點(diǎn)是任何一項(xiàng)整體吊裝施工工程都無法避免的問題,結(jié)構(gòu)體系的不同決定了吊點(diǎn)選取的原則也不盡相同.文獻(xiàn)［49］中，選取吊點(diǎn)時(shí)考慮到便于在鋼屋蓋整體提升就位后能夠順利安裝支承鋼柱牛腿這一問題,將提升點(diǎn)布設(shè)在12根鋼柱處。文獻(xiàn)[52】中,結(jié)構(gòu)屋蓋由沿徑向呈輻射狀分布著的24榀主桁架與環(huán)向10榀桁架正交組成。在施工過程中吊點(diǎn)的選取原則是：①保證屋蓋整體結(jié)構(gòu)受力合理;②保證各提升工具受力相同且不產(chǎn)生側(cè)向剪力;③保證土建支撐面不被破壞并兼顧節(jié)省材料。文獻(xiàn)[54］qh,鋼結(jié)構(gòu)屋蓋為投影面積達(dá)46000m2的管桁架結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行施工的過程中以現(xiàn)有吊機(jī)的起吊能力作為參考,在主桁架吊裝時(shí)采用四個(gè)吊點(diǎn).同時(shí)考慮到主桁架在施工過程中要進(jìn)行翻身而且桁架本身側(cè)向穩(wěn)定性差這一工程16第l章緒論特點(diǎn),最終又另外設(shè)置了四個(gè)輔助吊點(diǎn).文獻(xiàn)[64】中，結(jié)構(gòu)屋蓋為大跨度網(wǎng)架，在進(jìn)行吊點(diǎn)數(shù)量的選擇時(shí)以提供的施工機(jī)具的提升能力為基礎(chǔ)，選取了24個(gè)吊點(diǎn).吊點(diǎn)位置的選擇原則是減小起重機(jī)回轉(zhuǎn)半徑，并盡量在網(wǎng)架單元桿件受力均衡和形體對(duì)稱的部位布置吊點(diǎn),從而保證桿件不處于超應(yīng)力狀態(tài)。文獻(xiàn)[65】介紹了長(zhǎng)126。6m、重150t的張弦桁架的整體吊裝。文中以桁架中各桿件特別是吊點(diǎn)附近桿件內(nèi)力不超過允許值,并盡量減少桁架變形以及使吊裝時(shí)桁架的受力工況接近吊裝后工況為原則設(shè)置吊點(diǎn)位置。最終將吊點(diǎn)設(shè)置在張弦桁架兩端緊靠支座處的上弦桿上,為四點(diǎn)吊。文獻(xiàn)[66】介紹了總長(zhǎng)140m、重154t的大跨度張弦鋼桁架的吊裝。由于結(jié)構(gòu)重心約在屋蓋主桁架高度的1/3處,為防止桁架變形過大甚至破壞，且滿足吊機(jī)能夠在中間行走這一要求，在選擇吊點(diǎn)時(shí)考慮了以下因素：①吊點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近節(jié)點(diǎn)；②因采用的塔吊型號(hào)不同，吊機(jī)性能與起吊能力有一定差別，吊點(diǎn)的設(shè)置必須能同時(shí)滿足不同吊機(jī)回轉(zhuǎn)半徑、起吊能力及吊機(jī)行走的要求；③兩端吊點(diǎn)的中心不得低于桁架自身的重心，以免因桁架平面外的穩(wěn)定性不足而造成桁架的側(cè)向傾覆。文獻(xiàn)［67】中，提升結(jié)構(gòu)為直徑150m、面積18240m2、高跨比為1/10的雙層網(wǎng)殼.安裝成型后整個(gè)結(jié)構(gòu)支承于周邊傾斜的V字型鋼柱上,施工過程中該工程采用了分步提升逐步擴(kuò)展主體的施工方法.施工前根據(jù)結(jié)構(gòu)的自身情況以及現(xiàn)有的提升機(jī)具情況確定了吊點(diǎn)的數(shù)量和位置.我國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017。2003的第8.6。5條明確規(guī)定:對(duì)大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行吊裝階段的驗(yàn)算,吊裝方案的選定和吊點(diǎn)位置等都應(yīng)通過計(jì)算確定,以保證每個(gè)安裝階段屋蓋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定。然而,從上述參考文獻(xiàn)所涉及的內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，目前絕大多數(shù)大跨度鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行整體吊裝施工時(shí)都是以安裝機(jī)具的能力或者與下部土建的施工配和情況等非結(jié)構(gòu)因素為原則確定吊點(diǎn)的數(shù)量與位置。僅有少數(shù)工程在根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定吊點(diǎn)位置后考慮了由于吊點(diǎn)的設(shè)置對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力和變形的影響，卻沒有工程從結(jié)構(gòu)本身的受力特點(diǎn)出發(fā)，分析其在進(jìn)行整體吊裝時(shí)應(yīng)采用的最優(yōu)的吊點(diǎn)數(shù)量以及最合理的吊點(diǎn)位置。文獻(xiàn)［68】以單榀拱架為計(jì)算模型,分別對(duì)采用一至四個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝時(shí)的拱架進(jìn)行了力學(xué)分析。從計(jì)算結(jié)果可以看出，如果吊點(diǎn)的選擇不合理，會(huì)發(fā)生諸如被吊結(jié)構(gòu)中局部桿件由于應(yīng)力比超限而發(fā)生強(qiáng)度或者穩(wěn)定破壞以及被吊結(jié)構(gòu)17第1章緒論整體變形過大而不能準(zhǔn)確安裝的問題。該文獻(xiàn)雖然分析了吊點(diǎn)數(shù)量和位置選取的不同對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的影響,并得到了所選結(jié)構(gòu)在施工過程中理想的吊點(diǎn)數(shù)量,然而其并未分析吊點(diǎn)數(shù)量和位置的確定與結(jié)構(gòu)的一些固有屬性之間的關(guān)系.(2整體吊裝過程中吊點(diǎn)的同步性控制問題的研究現(xiàn)狀與研究局限吊點(diǎn)的同步性控制是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工過程中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。由于此類結(jié)構(gòu)冗余度一般很大(多次超靜定，因此由于吊點(diǎn)同步性控制不當(dāng)而引起的吊點(diǎn)相對(duì)位置的改變將會(huì)帶來結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的變化,從而使得局部構(gòu)件發(fā)生強(qiáng)度破壞或失穩(wěn),更有甚者會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)在旌工過程中產(chǎn)生傾覆現(xiàn)象。目前很多文獻(xiàn)都提到了保證提升同步性對(duì)于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝的重要性,并根據(jù)工程的具體情況提出了相應(yīng)的同步性控制方法。文獻(xiàn)【23]中吊裝的結(jié)構(gòu)為由3片彼此獨(dú)立的焊接空心球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架組成的屋蓋.起吊前網(wǎng)架呈水平狀態(tài),由于在吊裝過程中設(shè)置的吊點(diǎn)多達(dá)24個(gè)，同步性控制十分困難.該工程采用控制網(wǎng)架的吊升行程(即豎向位移，觀測(cè)網(wǎng)架的水平位移的“等步間歇，觀察糾偏''法控制吊裝同步。另外,作為輔助手段，該工程在四周球節(jié)點(diǎn)位置懸掛吊墜以觀測(cè)起吊過程中網(wǎng)架的水平擺動(dòng)情況,并據(jù)此調(diào)整各吊點(diǎn)的吊升速度,從而將吊升的不同步控制在規(guī)定的范圍內(nèi).文獻(xiàn)【50］中采用液壓同步提升技術(shù)對(duì)空間桁架進(jìn)行安裝,在施工過程中設(shè)置了一個(gè)主動(dòng)吊點(diǎn)和三個(gè)以主動(dòng)吊點(diǎn)位置為參考的從動(dòng)吊點(diǎn)，整個(gè)施工過程的提升速度通過主動(dòng)吊點(diǎn)來控制，從而保證提升同步。文獻(xiàn)［64】中介紹了采用多臺(tái)汽車吊機(jī)進(jìn)行整體吊裝時(shí)保證施工同步性的關(guān)鍵技術(shù)，具體如下:①對(duì)所有吊車司機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，并統(tǒng)一指揮信號(hào),做到步調(diào)一致;②所有吊車的站位布置必須與進(jìn)行吊點(diǎn)受力驗(yàn)算時(shí)采用的計(jì)算模型相符合；③吊車起重機(jī)起升速度要求一致，起重鋼絲繩的預(yù)緊力則需要和起吊力相一致;④吊裝時(shí)用水準(zhǔn)儀觀測(cè)和控制網(wǎng)架的平衡度。在文獻(xiàn)［65】中采用以計(jì)算機(jī)控制為主，以人工觀察為輔的同步性控制方法。計(jì)算機(jī)控制是指在起吊過程中,通過位移傳感器將吊裝點(diǎn)提升的距離信息反饋給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)得到的距離信息和預(yù)設(shè)的誤差允許值適時(shí)調(diào)整吊裝速度及吊點(diǎn)偏離位移。人工觀察是指在結(jié)構(gòu)兩端派專人負(fù)責(zé)觀察結(jié)構(gòu)在吊裝過程中的位置并隨時(shí)向控制中心匯報(bào)，從而使張弦桁架兩端的高差始終控制在50mm以內(nèi)。文獻(xiàn)［69］中提升的結(jié)構(gòu)為162mX108m的抽空四角錐網(wǎng)架。施工中采取的同第1章緒論步性控制的方法是：正式起吊前在網(wǎng)架四角分別掛上一把長(zhǎng)鋼尺以控制四角高差不超過lOOmm,在提升柱頂安裝標(biāo)高以下的一段高程中,采用每起吊lm進(jìn)行一次檢測(cè)的方法，并根據(jù)四角丈量的結(jié)果，采取就高不就低的原則調(diào)節(jié)提升力從而保證提升的同步性。文獻(xiàn)［70】中利用“標(biāo)牌等步法”來控制87mX72m的空間空心球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行整體吊裝施工過程中的同步性。具體做法是:①在每根柱的側(cè)面用經(jīng)緯儀定出標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)；②將鐵線一端焊到每根柱所對(duì)應(yīng)的空心球節(jié)點(diǎn)上做為指針；⑨按柱上標(biāo)尺進(jìn)行同步起吊。利用該方法保證提升高差不超過吊點(diǎn)間距的1/400.文獻(xiàn)【71]中進(jìn)行整體吊裝施工的結(jié)構(gòu)為支承于4個(gè)鋼筋混凝土簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)上的49mX49m的網(wǎng)架,在施工過程中采用了純?nèi)斯けO(jiān)測(cè)的方法來保證吊裝的同步性。由總指揮下達(dá)命令,在4個(gè)鋼筋混凝土筒體處分別設(shè)監(jiān)測(cè)員負(fù)責(zé)觀測(cè)網(wǎng)架提升高度并隨時(shí)與總指揮聯(lián)絡(luò)，以便總指揮根據(jù)實(shí)際情況指揮調(diào)整網(wǎng)架高差。若某一吊點(diǎn)與相鄰吊點(diǎn)的高差超過允許范圍，則需調(diào)整相應(yīng)卷揚(yáng)機(jī)的卷繩速度,使這一吊點(diǎn)與其它吊點(diǎn)提升高度相一致.文獻(xiàn)[72]安裝的結(jié)構(gòu)為高lOm的“Y"型柱,文中在介紹柱子的制作、運(yùn)輸以及如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選取安裝機(jī)具的同時(shí)，提出采用人工監(jiān)測(cè)和儀器導(dǎo)航相結(jié)合的方法來保證提升的同步性。上述文獻(xiàn)中所提及的吊點(diǎn)同步性控制的各種方法的共同特點(diǎn)是：在施工過程中僅僅是通過計(jì)算機(jī)的幫助或人為的觀測(cè)手段保證各提升點(diǎn)的位移差不超過規(guī)范規(guī)定的允許范圍，而并未分析吊點(diǎn)提升的不同步對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的影響。文獻(xiàn)[73】對(duì)于吊點(diǎn)同步性問題的研究有了一定的改進(jìn)，文中分別計(jì)算了12種吊點(diǎn)不同步工況,并將計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大內(nèi)力和位移結(jié)果與平穩(wěn)提升時(shí)的結(jié)果相對(duì)比，從而說明在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工時(shí)保證吊點(diǎn)提升同步的必要性。然而該文對(duì)于吊點(diǎn)不同步問題的研究仍然存在兩個(gè)方面的不足:①在泛泛的選取了12種不同步工況后，采用擬靜力的方法分析了處于確定不同步作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大內(nèi)力及位移,而并未從結(jié)構(gòu)本身的角度出發(fā)確定結(jié)構(gòu)在吊裝過程中的不同步限值;②該文獻(xiàn)只是分析了吊點(diǎn)的不同步對(duì)于選定結(jié)構(gòu)的影響，而卻并未分析不同步情況對(duì)一類結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律.在過去的15年中，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的材料消費(fèi)占總造價(jià)的比例由41％降至26%,而其安裝的花費(fèi)所占的比例則已經(jīng)從19%增長(zhǎng)至27％f7鍆.如果可以采用一定的方法確定結(jié)構(gòu)在整體吊裝施工過程中的各吊點(diǎn)的不同步限值,那么對(duì)于19第1章緒論受不同步影響較小的結(jié)構(gòu),施工單位可以適當(dāng)放松施工控制的要求,從而在加快施工進(jìn)度的同時(shí)避免由于過度考慮不同步的影響而帶來的浪費(fèi)。而對(duì)于受不同步影響較大的結(jié)構(gòu)則應(yīng)采取較為高級(jí)的同步性控制方法以保證結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全。因此，從結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),準(zhǔn)確的判定結(jié)構(gòu)在施工過程中吊點(diǎn)的不同步限值對(duì)于施工控制方案的確定具有十分重要的意義。綜上所述，目前在解決整體吊裝施工過程中的吊點(diǎn)問題和同步性問題時(shí)所采用的一些方法還不能滿足現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的要求,而且在很大程度上可能會(huì)給結(jié)構(gòu)施工帶來安全方面的隱患。2整體吊裝過程中結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題的研究現(xiàn)狀及研究局限大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在整體吊裝施工過程中存在的變邊界問題為結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題中的一種。由于在吊裝過程中結(jié)構(gòu)的邊界條件可能與其在正常使用時(shí)的邊界條件不同,因此結(jié)構(gòu)在提升到位的瞬間會(huì)發(fā)生邊界條件的變化，這個(gè)變化所作用的時(shí)間雖然較為短暫,但卻很有可能使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一些構(gòu)件內(nèi)力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其發(fā)生破壞。對(duì)于變邊界問題的線性靜力分析,可以采用對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行邊界條件的等效變換后將各部分結(jié)果進(jìn)行線性疊加的方法得到最終的計(jì)算結(jié)果。例如,需要解決的問題如圖1.14所示：P{盯——L+P2卜I第一狀態(tài)第二狀態(tài)圖1.14擬解決的問題圖1。13中的第一狀態(tài)，通過結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)可變換為如圖1。15所示的形式:P1P1e1e2—o2卜二—o+弘——式圖1。15第一受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)力學(xué)變換圖1.15中0l和02為結(jié)構(gòu)在第一狀態(tài)下支座轉(zhuǎn)角，此時(shí)原問題便可以等效為如圖1。16所示的問題:P1e102P2卜—L一+薩-—心+卜——一圖1。16擬解決的問題等效形式這樣便可以將變邊界問題轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的邊界條件不變的靜力問題加以計(jì)第1章緒論算。對(duì)于變邊界問題的線性屈曲分析可以采用文獻(xiàn)［75】提出的強(qiáng)制約束法加以解決。強(qiáng)制約束法同位移法相似,需要在原有結(jié)構(gòu)上增加附加約束條件.不同的是，強(qiáng)制約束法所施加的附加約束條件不再是未知的，而是將初始結(jié)構(gòu)中求得的某些未知節(jié)點(diǎn)的位移以及該節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力作為已知的條件施加到最終結(jié)構(gòu)上,以達(dá)到“先固定后復(fù)原”的效果,從而使得修改后的模型能得到和原有結(jié)構(gòu)在同樣荷載作用下相同的計(jì)算結(jié)果。采取強(qiáng)制約束法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行線性屈曲分析時(shí),計(jì)算模型應(yīng)該符合下列假設(shè)：①構(gòu)件為彈性體;②側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí),構(gòu)件截面的形狀不變；③構(gòu)件的側(cè)扭變形是微小的;④不考慮殘余應(yīng)力的影響;⑤構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的剛度很大，屈曲前變形對(duì)彎扭屈曲的影響可以不考慮。文獻(xiàn)[76]利用強(qiáng)制約束法分析了承受均布荷載作用的變邊界梁的線性屈曲問題，并得到變邊界梁在邊界變化后可以承受的臨界荷載啦與邊界變化前的荷載gl和的之間關(guān)系表達(dá)式:,式中:2一彳’且“吁l1鼉l11、'“?！?肚49≯l召≮7芝#礦c：等EIy（1蒯5—o。25聃644、24Z’’4’D-（等一2，=等剛窨展l—1.5al】日=丁8/.1—4q(字+芋吼fJ,G2+J,2婦反=堂—i-一一Yo其中，EL材料的彈性模量;e一材料的剪切模量;彳一截面面積;乃一截面繞Y軸的慣性矩；乃一截面的翹曲慣性矩；廳一截面的自由扭轉(zhuǎn)常數(shù);-卜截面繞x軸的彎矩;r均布荷載；M。一截面的約束扭轉(zhuǎn)力矩;棚布荷載作用位置；我的導(dǎo)師同濟(jì)大學(xué)羅永峰教授等利用強(qiáng)制約束法分析了國家大劇院鋼網(wǎng)殼在變