本文選題：球面巨型網(wǎng)格結構　切入點：施工分析　出處：《太原理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：地球被我們?nèi)祟惙Q為“母親”,它是我們賴以生存的家園。迄今為止,在人類的科學技術可以探測到的星球中,地球是最適于人類生存的�？墒请S著人類文明的發(fā)展,尤其是工業(yè)革命以后,隨著人類對環(huán)境的肆意破壞,隨意污染,地球的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)變得十分脆弱。溫室效應、臭氧層破壞、土地退化和沙漠化、廢物質(zhì)污染及轉移、森林面積減少、生物多樣性減少、水資源枯竭、核污染、海洋污染、噪音污染�？梢灶A見的是這些生態(tài)、環(huán)境問題如果任其發(fā)展得不到解決,地球將不再適于人類生存。到時人類不論是繼續(xù)留守地球,還是移民別的星球,都需要面臨嚴峻的環(huán)境考驗。這時,一個能夠為人類提供工作、居住、娛樂的生活環(huán)境,并且能夠抵御外界極端環(huán)境的超大跨度的空間結構就顯得極其重要。本文擬建一個集居住,商貿(mào),運動于一體的生態(tài)體育公園小區(qū)。該小區(qū)的跨度初定為450m,國內(nèi)外關于超大跨度特別是400m以上的空間結構,研究的還很少,有些甚至還只停留在設想階段。另外超大跨度結構的施工過程研究目前更處于起步階段,至今尚未有一套完整的施工方法可以借鑒。怎樣對其施工過程進行計算機進行仿真模擬、通過科學分析采取合理的施工方案、如何確保施工安全、降低施工費用等問題是該類結構施工技術的關鍵問題。為此對超大跨空間結構(本文以巨型球面網(wǎng)格結構為例)進行選型設計,并對其施工技術進行探討具有前瞻性。本文借鑒矩形網(wǎng)格結構在國內(nèi)外所取得的成果,首先按現(xiàn)行國家規(guī)范對所研究的結構進行了設計,然后重點對該結構的施工技術開展了研究,主要內(nèi)容包括以下幾點：(1)應用結構分析軟件Midas/GEN,對450m跨球面巨型網(wǎng)格結構進行了設計,得出了結構的剛度和強度特征,模態(tài)和穩(wěn)定特性。(2)在總結常用的施工方法的同時,選定分步頂升法作為結構的施工方法,該方法是在攀達穹頂施工法和逆做安裝法的基礎上,將結構的整體頂升技術和拼裝技術結合起來,先對中心結構和周圍環(huán)形結構地面原位拼裝,將中心結構頂升后,高空補齊中心結構與環(huán)形結構之間的桿件,逐次將中心結構從內(nèi)向外進行施工。(3)驗算了結構在施工過程中的頂升反力,結構位移,桿件內(nèi)力；還對施工過程中溫度因素的影響進行了分析；其次還對施工過程中結構的施工坐標預調(diào)值進行了計算,最后通過頂升方法的選擇和頂升支架的設計,解決了頂升過程中水平推力過大的問題�？偨Y全文,得到以下結論(1)該結構桿件和鑄鋼節(jié)點采用Q420的鋼材,桿件為圓管且截面類型多達15種,最小的截面為351X16,最大的截面為1200X42。通過靜力計算驗算了該結構在恒荷載、活荷載、風荷載、溫度荷載的組合工況下的承載力,運用振型分解反應譜法驗算了該結構在9度設防地震作用下的承載力和地震響應。經(jīng)驗算該結構在正常使用極限狀態(tài)下的撓跨比為1/1333,滿足規(guī)范要求；同時結構中所有桿件的綜合應力比小于0.95,滿足現(xiàn)行規(guī)范對桿件強度與穩(wěn)定性的要求,總體來看桿件應力的分布均勻對稱；經(jīng)統(tǒng)計,該結構的總用鋼量為6.3萬噸,以展開面積計算的每平米用鋼量為314kg。經(jīng)驗算施工過程中結構桿件的應力比最大為0.98小于1,頂升過程中結構最大撓跨比為1/3429,滿足規(guī)范要求,結果表明分步頂升法施工安全。綜上所述,在太原地區(qū)建設450m超大跨度矩形網(wǎng)格結構是安全合理的。(2)施工過程中施工方法的確定和各種內(nèi)力的計算結果以及變形預調(diào)值的研究,驗證了分步頂升法在該結構施工過程中的可行性和安全性。(3)通過頂升方法的選擇和頂升支架的設計,把頂升過程中結構的水平力傳到支架底部,再由抗推千斤頂傳到基坑,解決了頂升過程中水平推力問題,再次證明了分步頂升法的可行性。
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【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU399;TU745

【參考文獻】

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本文編號：1563708