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某异型钢结构安装方案的研究与分析模拟

何剡江 徐卫敏 余春春 刘彬

何剡江, 徐卫敏, 余春春, 刘彬. 某异型钢结构安装方案的研究与分析模拟[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(11): 20-27. doi: 10.13206/j.gjgs23052301
引用本文: 何剡江, 徐卫敏, 余春春, 刘彬. 某异型钢结构安装方案的研究与分析模拟[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(11): 20-27. doi: 10.13206/j.gjgs23052301
Shanjiang He, Weimin Xu, Chunchun Yu, Bin Liu. Research and Analysis Simulation on the Installation Plans of an Irregular Steel Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(11): 20-27. doi: 10.13206/j.gjgs23052301
Citation: Shanjiang He, Weimin Xu, Chunchun Yu, Bin Liu. Research and Analysis Simulation on the Installation Plans of an Irregular Steel Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(11): 20-27. doi: 10.13206/j.gjgs23052301

某异型钢结构安装方案的研究与分析模拟

doi: 10.13206/j.gjgs23052301
详细信息
    作者简介:

    何剡江,男,1982年出生,硕士,高级工程师。

    通讯作者:

    徐卫敏,女,1982年出生,硕士,工程师,讲师,29331914@qq.com。

Research and Analysis Simulation on the Installation Plans of an Irregular Steel Structure

  • 摘要: 超高层、异形的钢结构或钢-混组合结构不仅在结构使用阶段受力非常复杂,而且施工过程中结构的变形和受力也特别复杂。该工程为具有特殊形体的钢框架-核心筒结构,存在较多的斜向桁架结构,其顶部与对侧的巨型桁架或核心筒通过水平构件强连接,形成“巨型结构”。在整体结构合龙前后,钢桁架主要构件受力形态差异很大。因此,考虑竖直构件及相应楼盖按常规顺序逐层施工,而斜向钢桁架需先行拼装就位,整体结构形成后再拆除临时支撑,并施加重力荷载。另外,因核心筒与桁架竖向刚度差异较大,两者之间的竖向变形差造成与核心筒相连的构件存在较大的内力。为此,在参考了超高层中伸臂桁架的处理方式后,设计采取“放”的手段,即,与核心筒相邻的构件采取后固接和后安装的做法,以减小竖向变形差的不利影响。为减小施工过程中产生的结构初始变形及内力,同时实现上述“放”的要求,根据受力需要,结合施工上的可行性和经济性,设计拟定了精确模拟和简化模拟两种施工拼装方案,并利用有限元程序SAP 2000进行计算和比较。精确模拟方案是指完全严格按照施工顺序,充分考虑构件拼装过程中的变形和应力,并累计到最终内力计算与变形控制中;简化模拟是指将大部分构件在计算模型中一次成型,将分析的重点聚焦在部分构件后安装及后固接对整体结构和相关构件的影响上。两种方案的差异主要在于,方案A考虑了在施工未完成前,新拼装的钢桁架有一段时间处于悬臂状态,而方案B未考虑这部分的影响。
    以一榀典型钢桁架为例,具体分析对比两种方案的杆件内力和节点位移等计算结果。由于该工程施工方案的特殊性,设计时对计算模型及参数进行了特殊处理,以实现施工方案中的部分步骤的准确模拟。
    结果表明,两种模拟方案最终状态的内力及变形无显著差异,变形形态与内力分布类同,多数构件最终状态下内力的变化幅度小于3%。根据分析结果,在保证计算精度的前提下,选择简化模拟方案,以提高分析效率。
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-23
  • 网络出版日期:  2023-11-27
  • 刊出日期:  2023-11-25

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