近年来国内大跨度复杂空间钢结构的应用迅速发展,不仅在结构形式上有很多创新,而且要求施工建造手段也有新的突破。结构设计及施工技术人员都需要对结构的成型过程有足够的分析,作为结构安全的保障。吊装和临时支撑是施工中常用的方法,但是对于在施工中经常用到的吊装以及支撑的设计,传统的经验方法存在一定的不适用性,在实际施工前需要有更好的方法对吊装和临时支撑的形式或布局进行分析选择。 本文介绍了通过在结构单元上增加或者减少不作功的不同约束点,可以改变结构单元应变能的大小的应变能极小原理。自然过程总是朝着能量降低的方向、遵循阻力最小的路线进行的,因此可以通过寻找应变能最小的状态,来决定最佳约束点布置。 把这种能量方法应用到大跨度空间结构施工吊装的分析中,可以进行吊装过程中的吊点布局选择,实现吊点的优化布置。这些在实际施工过程实施前的分析准备具有非常好的指导性。另外,本文使用了目标函数满意度法对于结构单元施工吊装前的起吊高度进行了选择。 利用结构单元在吊装状态时和处于临时支撑状态时的类似约束特点,将结构整体进行分割,对分块后的结构单元进行最优支撑点的寻找,并根据不同位置支撑点对结构单元应变能的影响进行区域划分。在结构整体上考虑这些区域的影响,来决定整体支撑的布局方式,这就是临时支撑布局的半能量法。 最后,针对目前国内大跨度空间结构施工分析软件缺乏的现状,在MSTCAD软件平台上增加施工功能的吊装模块,在模块中实现吊装的目标函数满意度选择起吊高度功能和最小应变能法选择吊点布局的功能,并且通过各类吊装参数的预输入给予用户方便快捷的选择,使得MSTCAD软件逐步完善成为国内领先的设计及施工分析软件。