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1、非滑道基础上大型钢结构分层建造技术研究天津大学硕士学位论文非滑道基础上大型钢结构分层建造技术研究姓名:潘沈鸿申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:章青20090501中文摘要大型钢结构物如海洋石油平台、“鸟巢”体育场等,已经走进了人们的日常生活,发挥了越来越大的作用,对大型钢结构物的研究也越来越受到人们的重视。但传统的研究着眼于对钢材本身性能和加工工艺以及整体结构形式的研究,而往往忽略了对施工过程的安全性分析。本文结合青岛镍矿项目工程实际,以模块为例,对基于软件的大型钢结构件的结构及载荷特点、有限元建模及其力学分析方法进行了研究。从模型的建立,到载荷的施加,再到临时支撑
2、位置的优化,全部过程都是应用语言进行编程计算。对大型钢结构的分层建造过程分析了逐层的结构应力和变形情况,对一些应力和变形较大的关键节点进行了单独建模和网格细化,使计算精度进一步提高。同时计算了在非滑道基础上各支撑垫墩的沉降和支点反力,分析了由于各支撑垫墩的不同沉降对结构安全性能造成的影响,并首次应用进行了临时支撑位置的优化传统的优化都是优化形状尺寸。将增加临时支撑后的结构应力和变形情况与未加临时支撑时进行比较,阐述了增加临时支撑的必要性。通过验证风载荷和地震载荷对钢结构分层建造过程的影响,使问题的分析更趋全面。本文的分析模拟结果与青岛施工现场实际情况进行比照,与实际结果吻合较好
3、,证明了有限元力学计算符合工程实际需要。本文的建模和分析方法为同类结构件的有限元力学分析提供了借鉴。关键词:钢结构分层建造优化设计,’.,.,.’,..,,,,.,.’./,.’.’.’.’,.....:独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。年厂月厂签字日期:加尹学位论文作者签名:爵沈玛学位论文版权使用授权书本学
4、位论文作者完全了解墨鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明导师签名:学位论文作者签名::籍沈鸿签字日期:月万日签字日期:励口罗年‖月日第一章绪论第一章绪论.大型钢结构件简介..研究大型钢结构件的意义随着经济和社会的快速发展,随着科学技术的飞速进步,大型钢结构件越来越多,尺寸越来越大,结构越来越复杂,在社会主义现代化建设中发挥的作用也越来越突出。所谓钢结构,顾名思义,就是
5、用型钢或钢板制成基本构件,根据使用要求,通过焊接、铆接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构。钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、高层建筑、搅拌楼,海洋石油平台和钢桁架结构等。钢结构主要应用在以下几个方面:.工业厂房:钢结构的工业厂房用钢量小,基础荷载小,跨度大,空间使用效率高,综合造价底,平面布置灵活,悬挂方便,是现代工业厂房最理想的结构。.体育场馆:近年来我国的体育、教育事业发展迅速,各地相继建成了各类体育运动设施,如举世瞩目的北京奥运会主会场??中国国家体育场“鸟巢”主体完全采用钢结构,总共用了约万吨的钢材。.装饰网架:钢结构装饰网架外形美观,结构紧凑,一
6、般采用普通管材或不锈钢管。.综合建筑:采用网架结构建造的火车站、展览馆、多功能厅、各类市场等,即满足了其功能要求,同时形式各异、配色鲜艳、风格独特,成为所在地的一道亮丽风景,如武汉火车站和青岛国际会展中心等。.专用建筑:如搅拌楼和海洋石油平台等。这些建筑上都要安装许多大型专业设备,整体载荷较大。从上面可以看出,钢结构件已经遍布了人们日常生活中的各个方面,无论是文教体育还是餐饮娱乐,无论是矿山开采还是交通运输,现代化建设的进程离不开钢结构件。钢结构件的作用大家有目共睹,其力学性能如抗弯、抗拉、抗剪强度等尤其重要,关系到整个结构的安全性。如果结构的强度不足,不仅势必影响到其正常使用
7、,而且极有可能发生危险。设想一下,如果“鸟巢因为钢结构的强度问题而导致倒塌,而里面正好在进行比赛,那么会发生什么后果,受到威胁的将第一章绪论不仅仅是国家的财产,还有数万人的生命。另一方面,如果结构的强度过高,则也必将增加建造成本,造成不必要的浪费,装饰网梨专用建筑工业厂房国家体育场图钢结构应用实例因此有必要加强对大型钢结构件的研究,以确保其安全可靠,并力争达到资源的最优化利用。.大型钢结构件的特点一般说来,大型钢结构件有以下特点:体积庞大??既然称为大型钢结构件,那么所说的均为体积较大的结构
