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随着我国精神文明建设的稳步推进,近几年来我国体育场馆的建设进入了一个蓬勃发展的时期,这就大大促进了大型空间钢结构的发展。大型空间钢结构因为其受力性能优越、造型美观、施工速度快、重量轻、抗震性能好等优点在近些年得到了非常快的发展。但是,大跨度钢结构结构构造一般非常复杂,施工难度比较大,施工过程中外界因素对其受力影响较大,不合理的施工方案可能导致结构在施工过程中遭到破坏,并且结构的施工态与设计态往往并非同一状态,因此,对结构进行施工过程模拟及动力性能分析就显得尤为重要。本文以营口鲅鱼圈奥体中心体育场为例,利用有限元分析软件MidasGen模拟实际工程施工过程中的施工方法和施工顺序,对该结构进行施工过程的模拟分析,验证施工方案的可行性,为优化施工方案及制定更合理的施工顺序提供理论依据,也为类似的大跨度空间钢结构工程的安全合理施工提供参考。本文的主要研究内容为:
(1)单一构件在吊装施工过程中的稳定性与应力分析,模拟吊装过程中其各杆件的应力变化状况,优化吊装方案,避免因吊装引起结构构件破坏。
(2)结构安装施工过程中整体结构的应力应变分析,分析在不同施工阶段结构的应力变化产,确保结构在施工过程中不会发生破坏,优化施工方案、为制定合理的施工方案做出理论指导。
(3)卸载过程中结构的应力应变分析,本文通过模拟结构卸载过程,得出结构在该过程中杆件的应力变化情况,确保在施工过程中不会使结构因为内力的变化而发生破坏,避免结构发生较大的应力突变。
(4)整体结构的动力性能分析,对结构进行模态分析,分析结构的自振特性;模拟结构在多遇地震、设防地震、罕遇地震的EL-Centro地震波、Taft地震波、和人工地震波作用下结构的地震反应,分析结构在各种地震作用下的的应力变化情况,找出结构的薄弱环节,为结构的设计工作提供理论支持及反馈意见。