【正文】 4 支撐卸除順序分析 28 施工變形預(yù)調(diào) 34 小結(jié) 393 北辰三角洲A1地塊懸挑結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè) 40 引言 40 懸挑結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè) 40 應(yīng)力監(jiān)測(cè) 40 位移監(jiān)測(cè) 44 理論值與實(shí)際值對(duì)比分析 44 小結(jié) 474 結(jié)論與展望 49 結(jié)論 49 展望 50參考文獻(xiàn) 51在學(xué)研究成果 55致 謝 561 緒論 引言伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們開始追求建筑使用功能的多樣化以及建筑造型的新穎奇特。更將我國(guó)復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工階段的研究引入了良性發(fā)展的快車道[7]。田黎敏、郝際平[22]等人以深圳世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)主體育場(chǎng)工程為例，采用MIDAS根據(jù)實(shí)際施工情況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過程模擬分析，確定了實(shí)際施工順并驗(yàn)證了施工方法的正確性。歐進(jìn)萍院士等人針對(duì)渤海的海洋平臺(tái)研究開發(fā)了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)海洋平臺(tái)的運(yùn)行情況，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益[26]。在北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館“鳥巢”即采用散裝法施工。常采用的方法包括：整體吊裝法、整體提升法、整體頂升法。在結(jié)構(gòu)施工階段獲取可靠的監(jiān)測(cè)結(jié)果，方便判別結(jié)構(gòu)不同施工階段的受力狀態(tài)和性能，為下一階段施工方案的制定提供依據(jù)。懸挑區(qū)域結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、施工面積大、工程整體工作量大、單體構(gòu)件較重、空間定位困難，施工難度很大。在進(jìn)行大跨梁安裝時(shí)，應(yīng)合理布置臨時(shí)支撐點(diǎn)，以保證整個(gè)施工過程的安全。第三道措施用[10的槽鋼將支撐與鋼柱進(jìn)行連接，拉條高度設(shè)置在支撐高度的2/3以上?？梢圆捎寐膸У蹩缤獾跹b，履帶吊雙機(jī)抬吊等措施。如此反復(fù)操作直至結(jié)構(gòu)達(dá)到竣工狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)分析施工全過程變目的。每個(gè)施工階段的有限元方程為：施工第一階段 （） （）施工第二階段 （） （）…… ……施工第n階段 （） （）式中: 為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣； 為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的總位移向量；為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的總節(jié)點(diǎn)荷載向量；為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)桿單元的剛度矩陣；為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的幾何矩陣；為到施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力向量。⑥在結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算完成后，合理激活預(yù)先設(shè)定的結(jié)構(gòu)組，可以方便查看結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)果文件，諸如“應(yīng)力值”、“撓度值”等結(jié)果。 施工過程仿真結(jié)果及分析北辰三角洲A1地塊施工過程計(jì)算中，通過獨(dú)立建模并分析10個(gè)施工階段，可以了解結(jié)構(gòu)體系的受力及變形情況。 L00層斜鋼柱柱腳布置圖依照不同的施工階段， 選取AAA5三處斜鋼柱柱腳，采用有限元軟件計(jì)算其節(jié)點(diǎn)應(yīng)力比。 L04層安裝完成后支撐應(yīng)力比支撐號(hào)910111213LO4層安裝完畢13號(hào)點(diǎn)卸除完畢/12號(hào)點(diǎn)卸除完畢//10號(hào)點(diǎn)卸除完畢///11號(hào)點(diǎn)卸除完畢////9號(hào)點(diǎn)卸除完畢/////在完成913號(hào)支撐點(diǎn)的卸除工作后，繼續(xù)安裝結(jié)構(gòu)的上部構(gòu)件，到L08層安裝完成之后，在施工階段荷載組合作用下，繼續(xù)卸除余下所有支撐。 8號(hào)支撐卸除完成后支撐應(yīng)力圖8號(hào)支撐卸除完畢后。也就是說，為了使結(jié)構(gòu)竣工狀態(tài)的位形能夠與目標(biāo)位形保持一致，需要在施工階段采取特定的措施來控制，而最常用的控制方法就是對(duì)結(jié)構(gòu)的施工設(shè)置變形預(yù)調(diào)值。 L03層頂部分構(gòu)件安裝坐標(biāo)計(jì)算名稱設(shè)計(jì)坐標(biāo)(mm)預(yù)調(diào)值(mm)安裝坐標(biāo)(mm)編號(hào)XYZΔXΔYΔZX1Y1Z1L03Z1216 890147 18635 500216 147 35 L03Z2234 090147 18635 500234 147 35 L03L1216 890153 56235 500216 153 35 L03L2225 490155 78635 500225 155 35 L03L3234 090155 78635 500234 155 35 L03L4242 290147 18635 500242 147 35 L03L5225 490147 18635 500225 147 35 預(yù)調(diào)值計(jì)算建立在有限元分析的基礎(chǔ)上，從空間X、Y、Z三個(gè)方向進(jìn)行預(yù)調(diào)。而施工監(jiān)測(cè)是復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工控制的重要保障措施，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)參數(shù)，保證結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。 （2）應(yīng)力監(jiān)測(cè)原理儀器的鋼弦在出廠時(shí)存在著初始應(yīng)力，對(duì)應(yīng)著初始頻率。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大的施工階段，即從其結(jié)構(gòu)的L03層頂鋼結(jié)構(gòu)安裝完成時(shí)開始，直到L08層鋼結(jié)構(gòu)安裝就位并焊接完成，臨時(shí)支撐全部卸除。隨施工進(jìn)度確定頻次，擬一周監(jiān)測(cè)一次，當(dāng)變形趨勢(shì)明顯異?；蚪咏畲笤试S變量時(shí)增加變形監(jiān)測(cè)的頻次，每三天監(jiān)測(cè)一次。每次監(jiān)測(cè)結(jié)束后，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)結(jié)果和已有成果，得出的變形規(guī)律及發(fā)展變化趨勢(shì)等信息。監(jiān)測(cè)點(diǎn)手架 （a）平面布置圖 （b）仿真模型布置 L00層應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)（共計(jì)6個(gè)點(diǎn)）②根據(jù)結(jié)構(gòu)的特性，在L02層商業(yè)結(jié)構(gòu)斜柱頂端布置振弦式應(yīng)變傳感器。 振弦式應(yīng)變儀結(jié)構(gòu)示意圖BGK－4000振弦式應(yīng)變計(jì)常用于監(jiān)測(cè)構(gòu)件表面的應(yīng)變。將采用MIDAS/Gen對(duì)結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐的卸除環(huán)節(jié)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，再按照“優(yōu)先卸除最不利支撐”的原則依次進(jìn)行卸除。鋼柱：L03Z1，L03Z2，鋼梁：L03L1，L03L2，L03L3，L03L4，L03L5。為使結(jié)構(gòu)位形在施工完成后能夠滿足預(yù)期要求，施工階段必須對(duì)各構(gòu)件的加工和安裝位形進(jìn)行控制。繼續(xù)卸除2號(hào)支撐，2號(hào)支撐卸除完畢后，在施工階段荷載組合作用下，剩余支撐的應(yīng)力比。為最不利支撐，將最先卸除。懸挑區(qū)域21個(gè)仿真監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)不同施工階段具體的位移值。 不同施工階段的有限元模型采用MIDAS/Gen對(duì)安裝過程進(jìn)行模擬，并建立每個(gè)階段的結(jié)構(gòu)模型。③根據(jù)工程的施工順序，定義出結(jié)構(gòu)體系的施工階段。這樣依照施工順序一邊建立模型一邊求解結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變，可以有效地模擬仿真施工全過程。生死單元法可以理解為通過修改單元的剛度矩陣來模擬施工過程中構(gòu)件的安拆。需要對(duì)吊點(diǎn)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在吊裝之前應(yīng)根據(jù)斜柱子的角度，計(jì)算出最合適的吊點(diǎn)，以方便現(xiàn)場(chǎng)的安裝。大跨梁下支撐點(diǎn)1113號(hào)點(diǎn)在L04安裝完后即可拆除，剩余支撐待懸挑區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)全部完工，并形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系后開始卸除。懸挑區(qū)域同時(shí)存在部分超重鋼梁截面尺寸大，安裝困難。北辰三角洲的西北區(qū)（命名A1地塊）包括酒店、商業(yè)、寫字樓等綜合公共建筑共計(jì)32萬m2。在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)期間，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的人、料、機(jī)配置情況，對(duì)商業(yè)區(qū)斜鋼柱安裝選擇制定合理的施工方法。由于構(gòu)件通過滑軌緩慢地運(yùn)送至安裝位置，不需要大型起重機(jī)或牽引設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，有利于控制施工成本。其中全支架法最為常用，適用于一般的散件拼裝過程；而懸挑法則將部分結(jié)構(gòu)懸挑并將小構(gòu)件運(yùn)送至高空進(jìn)行總拼的情況，從而起到了節(jié)省支架的目的。在1995年，美國(guó)政府更是在90座大壩上安置了監(jiān)測(cè)設(shè)備，取得了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。范重等人[18]基于生死單元技術(shù)，對(duì) “鳥巢”施工階段的臨時(shí)支撐體系的反力進(jìn)行了計(jì)算，并估算了臨時(shí)支撐卸載階段鋼結(jié)構(gòu)的變形量。 建筑結(jié)構(gòu)生命周期圖鋼結(jié)構(gòu)能夠依照設(shè)計(jì)要求順利地建造完成，并正常投入使用就具有十分重要的意義。 all above make it no easy to guarantee safety of structures in the construction stage .It is of important theoretical significance and engineering practical value to study on the plex steel structure by the construction simulation and monitoring.This paper is based on the steel structure of BeiChen delta A1 plots mercial project, which is space steel frame structure with cantilever area. With the aid of the finite element software MIDAS/Gen, this paper uses stepwise model analysis to simulate the construction process of the steel framework. In addition, the temporary support uploading methods are determined through finite element simulation results. And temporary support in largest stress ratio is based on the stress calculation results. According to the principle of ‘give priority to uninstall the most unfavorable support’, the temporary support is uninstalled successively. The deformation of the preset of structure installation is determined by the results of finite element analysis. And the deformation of preset of structure installation is determined under the self weight load. Actually, in the construction site operations, ‘construction elevation’ is got by the method of ‘design elevation plus deformation of the preset’.Finally, making a reasonable monitoring scheme bined with the finite element analysis results and the structure characteristics of cantilever area. That is using the vibrating string type strain gauges to fix up monitoring points on the important ponents of structure, such as the capital and the bottom of the column. Compared the theoretical value with measured value, the results show that theoretical value is bigger, and deviation rate are controlled within 15%. Error rate in the range of acceptable, which shows that the simulation method is feasible, can ensure the construction quality and safety.Using the simulation analysis methods and construction monitoring for the structure are of great significance during the construction process, which provide references for construction simulation analysis of similar cantilevered steel works. Key Words：Complex steel structure。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為