留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于最优化理论的大跨异形曲面结构单轴旋转法

张之浩 贾尚瑞 叶冬晨 邢遵胜

张之浩, 贾尚瑞, 叶冬晨, 邢遵胜. 基于最优化理论的大跨异形曲面结构单轴旋转法[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(4): 10-16. doi: 10.13206/j.gjgS22121901
引用本文: 张之浩, 贾尚瑞, 叶冬晨, 邢遵胜. 基于最优化理论的大跨异形曲面结构单轴旋转法[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(4): 10-16. doi: 10.13206/j.gjgS22121901
Zhihao Zhang, Shangrui Jia, Dongchen Ye, Zunsheng Xing. Uniaxial Rotation Method for Long Span Special-Shaped Curved Surface Structures Based on Optimization Theory[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2024, 39(4): 10-16. doi: 10.13206/j.gjgS22121901
Citation: Zhihao Zhang, Shangrui Jia, Dongchen Ye, Zunsheng Xing. Uniaxial Rotation Method for Long Span Special-Shaped Curved Surface Structures Based on Optimization Theory[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2024, 39(4): 10-16. doi: 10.13206/j.gjgS22121901

基于最优化理论的大跨异形曲面结构单轴旋转法

doi: 10.13206/j.gjgS22121901
详细信息
    作者简介:

    张之浩,助理工程师,主要从事钢结构设计与施工技术研发方面的工作。Email:815492579@qq.com

Uniaxial Rotation Method for Long Span Special-Shaped Curved Surface Structures Based on Optimization Theory

  • 摘要: 近十年来,国内兴建了大量的机场、高铁站、会展中心等工程,具有建筑造型新颖、平面尺寸大(超大面宽、超大进深和较大高差)等特点,一般采用原位拼装提升或累积提升的施工工艺。由于上述施工方法存在拼装高度较高、高空作业量大、工艺复杂等问题,导致施工效率低、安全风险大、质量控制难。虽然旋转提升法对于降低拼装高度有显著的效果,但是多应用于跨度小、结构规整、提升吊点数量少的结构中,同时旋转过程中同步性较差,经常导致提升器窝缸甚至局部杆件受力过大而弯曲破坏的现象,针对大跨曲面屋盖钢结构施工仍处于技术空白期,存在适用局限性。依托杭州西站项目,系统介绍了大跨异形曲面结构确定旋转轴及旋转角度的两种方法,即双轴反复旋转法和基于最优化理论的单轴旋转法,并从经济性、安全性、实操性方面对两种方法及原位拼装提升法进行了对比:1)经济方面,基于最优化理论的单轴旋转法较双轴反复旋转法节省胎架用量5.8%,较原位拼装提升节省胎架用量406.8%。2)安全方面,采用单轴旋转施工与原位拼装提升施工结构杆件应力比差值不到0.05,而双轴旋转施工(换杆前)与原位拼装提升施工结构杆件应力比差值达1.31,这是由于采用双轴旋转施工,结构需分别绕两个方向旋转,旋转过程态与结构设计态位形差异较大,导致杆件内力分布不均匀,从而导致部分构件应力比较大,虽然可通过换杆加固的方式解决,但设计施工成本会相应增加。结构施工过程中虽然单轴旋转法的构件应力比与原位拼装提升法的差别不大,但是原位拼装提升法所设胎架高度高,存在大面积高空作业,工人施工安全性较差。3)实操方面,采用旋转提升可有效解决原位拼装提升带来的拼装胎架安装高度高、高空作业多等施工复杂性问题。而基于最优化理论的单轴旋转法相较于双轴反复旋转法,其可通过自编程序一步得到旋转提升参数的最优解,省时省力。且由于其确定的旋转轴及旋转角度是唯一的,施工时结构仅需绕单轴进行旋转,操作更为简便。结果表明:基于最优化理论的单轴旋转法更佳,其较好地弥补了原位拼装提升法、双轴反复旋转法在大跨异形曲面屋盖钢结构应用中的技术缺陷和不足,为以后类似曲面屋盖结构的施工提供参鉴。
  • [1] 陈君,王留成,马国良,等.北京新机场航站楼核心区钢屋盖提升关键技术[J].施工技术, 2018,47(15):126-129.
    [2] 杨国松,傅新芝,张大慰,等.青岛新机场大厅屋盖钢网架提升施工技术[J].装配式钢结构建筑工程技术应用, 2018(5):147-155.
    [3] 张坚洪,赵文雁,马滔,等.海南国际会展二期北展馆钢结构安装技术[J].建筑技术开发, 2022,49(2):49-52.
    [4] 程金蓉.大跨度钢屋盖整体提升安装方案设计研究[J].建筑施工, 2021,43(8):1485-1488.
    [5] 丁党盛,卢宁,周浩.大跨度大体量复杂空间网架钢结构双向旋转提升施工技术[J].住宅与房地产, 2017(32):168-169.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  42
  • HTML全文浏览量:  7
  • PDF下载量:  11
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-19
  • 网络出版日期:  2024-05-31
  • 刊出日期:  2024-04-22

目录

    /

    返回文章
    返回