一个复杂结构的施工过程,从结构体系无到有,小到大,简单到复杂,经历了巨大的变化。尽管相对结构的生命周期来说,结构施工过程是短暂的,但这一变化过程,对结构的受力性态产生影响巨大,不可忽视。施工方法的不同对结构的内力和变形将产生完全不同的影响,有时甚至是结构设计的关键因素。因此,设计必须同时考虑施工过程中结构的力学性态。本文是以太原新建火车南站站房工程施工过程为研究背景,在已有的国内外施工理论研究的基础上,利用有限元软件MIDAS对施工过程进行了模拟计算,重点对该过程中结构内力和位移的变化进行了跟踪分析。论文的主要研究内容如下：(1)通过大量文献的查询,了解了该领域研究动态和存在的问题；(2)利用有限元软件设计并验算了临时支撑结构的安全性；(3)根据本工程的结构形式对单个伞形桁架吊装过程按可能对其有影响的局部结构分成16个单元进行了吊装模拟,确认分块单元的合理性及吊装过程的安全。(4)对结构临时支撑拆除即屋盖落架过程进行了三种方案的比选,通过比较悬臂端柱头主要杆件受力、变形及整体准结构成型过程位移等参数确定第二方案为优选方案,并探讨了与传统设计有限元分析方法受力性能的差异；(5)利用仪器对结构杆件进行现场应力和变形数据实测,并与理论分析值对比分析,探讨其原因。本文结合工程实例对施工过程中力学性能问题进行探讨,丰富了对施工力学问题的研究,对施工过程力学分析方法进行了验证,同时也为类似工程施工力学分析开阔思路,提供参考。
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