随着社会的发展,大跨度空间钢结构大量使用,其建设技术得以快速发展。比如,北京奥运会的大型体育场馆,其建设规模和技术水平领先世界,成为了我国空间结构发展的里程碑。由于大跨度空间钢结构结构形式的复杂,其施工安装过程也比较复杂。在整个施工过程中,整体结构要经历多次应力重分布,一部分构件还会出现拉压应力的转换,施工过程中空间结构的受力状态较正常使用阶段更为复杂。合理的施工步骤和每一步的按要求完成都对最终结构成型起着至关重要的作用,因此对于结构施工过程的受力分析和监测对比就十分重要。针对不同的施工环境和结构形式,会采用不同的安装方法以适用不同的工程需求。对于采用整体提升的工程,其主要施工过程分为安装、提升和卸载,采用此种施工方法时一般需要设置辅助提升的结构提升架。对于采用整体提升法的工程,其提升点一般有多个,因此研究结构在整体提升过程中的提升不同步成了保障结构提升过程安全性的关键。另一方面,卸载完成意味着空间钢结构成型,卸载边界条件的模拟关乎着在后期温度荷载作用下对结构的影响,因此卸载过程是大跨度空间钢结构建造时的关键环节。本文对大跨度空间钢结构施工过程的研究现状进行了分析总结,并以一工程实例作为研究对象,采用有限元法分析与试验研究相结合的方法,为大跨度空间钢结构施工过程分析方法和监测手段的研究提供借鉴和参考。并对大跨度空间钢结构关键施工步骤的安全性和分析方法进行了研究。主要研究工作和成果如下:(1)针对某体育馆大跨度空间钢结构,本文根据该工程结构整体提升施工工艺,建立了大跨度空间钢结构施工过程合理的力学模型。然后采用有限元法对结构施工过程进行了力学分析,并根据分析结果对大跨度空间钢结构在施工过程中的安全性进行了评估。(2)对施工过程中结构关键杆件应力和关键节点位移实施了跟踪监测。阐述了监测系统的组成、测点的布置以及施工过程中杆件应力的变化规律。对关键杆件的应力实测值和有限元理论计算值进行了对比分析,结构应力和变形状态的数值模拟和试验测量值吻合较好。表明了本文对大跨度钢结构施工阶段力学模型建立的合理性和有限元法分析的正确性。(3)研究了整体提升施工法下提升不同步对结构的影响,并通过提升点支反力、节点位移以及杆件应力三个力学参数的对比分析,经过综合的比选确定提升过程控制的提升点高差限值,有力指导了现场施工。(4)在初步卸载施工过程中,提出将大跨度空间钢结构与提升架作为整体构建力学模型,采用有限元法和迭代技术,分析了从千斤顶悬吊大跨度空间钢结构改进为提升架支承大跨度空间钢结构的两种施工方案在温度变化下的结构应力状态。通过对两个卸载施工方案的计算结果分析和比较,评估了提升架支承施工方案替代悬吊方案的合理性和经济性,减少了施工设备占用与费用支出。本文研究成果可为类似大型工程的施工工艺和监测提供借鉴与参考。