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等效预张力大跨度弦支穹顶预应力施工过程的正算法

【Published time:2015/2/4】 【Read the number:514】

等效预张力大跨度弦支穹顶预应力施工过程的正算法  点击下载

摘 要:为了准确模拟大跨度弦支穹顶预应力施工过程,建立符合实际施工顺序的结构施工初始态,对预应力施工过程的力学分析方法进行了研究。根据工程实践,总结了大跨度弦支穹顶预应力施工过程的特点,分析了状态变量叠加法、反分析法、生死单元法在其应用上的不足。结合非线性有限元分析方法,凝练了基于等效预张力的预应力施工过程正算法,并给出了具体的实施方法和步骤。以常州体育馆钢屋盖工程为算例,验证了正算法用于预应力施工过程力学分析的可行性和适用性。最后指出,基于等效预张力的正算法预应力施工过程力学分析,综合考虑了支撑与刚构的非线性接触、索力的相互影响、施工临时结构体系的转换、结构几何非线性等施工多因素耦合效应,能够准确跟踪结构在各施工阶段的状态。

关键词:弦支穹顶;预应力施工;施工力学;等效预张力;正算法

结 论
1)考虑到大跨度弦支穹顶施工过程中的多因素非线性耦合效应,进行弦支穹顶预应力施工全过程模拟分析时,结构模型、本构关系、临时支撑刚度、施工程序、施工顺序等均应与实际施工过程吻合,基于此获得的预应力施工各阶段的控制参数,才能够保证预应力施工完成后的结构状态满足设计初始态要求。
2)正算法的应用建立在设计初始态已知和预应力施工初步方案拟定的基础上,通过大跨度弦支穹顶结构预应力施工零状态找形分析确定预应力施工的起点,根据找力分析确定各施工阶段索杆系中各单元的等效预张力(找力分析模型需考虑临时支撑系统等),进行预应力施工全过程的分析,获取不同张拉阶段各张拉点的张拉力及关键节点位移等控制参数。
3)通过建立基于等效预张力的预应力施工过程正算法,可精确模拟预应力施工过程,基于虚拟张拉技术构建的分析模型能够便于技术人员对方案的可行性进行判断,优化或调整预应力施工方案等。

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