一种大跨度网壳柱的受力分析方法与流程

专利2026-02-21  9


本发明涉及大跨度网壳施工,具体涉及一种大跨度网壳柱的受力分析方法。


背景技术:

1、随着现代建筑技术的不断进步,大跨度网壳结构因其独特的空间形态、优美的外观以及良好的受力性能,在体育馆、会展中心、机场候机楼等大型公共建筑中得到了广泛应用,大跨度网壳结构通常由多个杆件和节点组成,形成一个连续的空间网格体系。在施工过程中,由于结构尚未形成完整的受力体系,各个部分之间的相互作用和受力状态会发生复杂的变化。因此,对施工前后的受力状态进行精确分析,对于确保施工过程的顺利进行和结构的最终安全性至关重要,在施工前,受力分析的主要目的是预测和评估结构在施工过程中的受力性能和稳定性。通过对网壳结构的各个部分进行详细的受力分析,可以确定施工过程中的关键节点和薄弱环节,从而制定相应的施工措施和加固方案。此外,受力分析还可以帮助工程师优化施工方案,减少不必要的施工误差和损失,提高施工效率和质量,但是目前对大跨度网壳柱进行受力分析时未考虑到极端天气以及安装过程对大跨度网壳柱产生的影响,不仅会造成对大跨度网壳柱的受力的分析不全面,同时还会导致降低大跨度网壳柱的安装质量降低大跨度网壳的稳定性。


技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种大跨度网壳柱的受力分析方法,通过设定天气条件以及安装条件进行大跨度网壳柱的受力分析,能够更加全面的对大跨度网壳柱进行受力分析,提升了大跨度网壳的稳定性。

2、一种大跨度网壳柱的受力分析方法,包括如下步骤:

3、在施工前,根据大跨度网壳柱的设计参数建立模型;

4、导入加载条件,进行第一次受力分析,其中,所述加载条件包括恒荷载和活荷载;

5、构建气象仿真环境,导入施工区域位置的气象仿真参数,进行第二次受力分析;

6、构建安装仿真环境,进行安装仿真,进行第三次受力分析;

7、根据上述受力分析结果,评估大跨度网壳柱的稳定性,在评估通过时根据受力分析得到的数据进行施工;

8、在施工完成后,对大跨度网壳柱进行第四次受力分析,得到大跨度网壳柱的分析结果。

9、进一步的,所述第一次受力分析和所述第四次受力分析均采用线弹性分析分析进行大跨度网壳柱的设计结构、构件承载力复核。

10、进一步的,所述线弹性分析包括:

11、对大跨度网壳柱的屋盖单层网格结构进行整体结构动力特性分析;

12、对大跨度网壳柱的屋盖单层网格结构进行弹性阶段复核计算和分析;

13、对大跨度网壳柱的屋盖单层网格结构进行结构构件承载力复核分析;

14、对大跨度网壳柱的屋盖单层网格结构进行性能分析;

15、对大跨度网壳柱的偏位柱进行承载力校核。

16、进一步的,所述第四次受力分析还采用非线性分析对大跨度网壳柱结构的整体稳定性能进行分析。

17、进一步的,进行大跨度网壳柱全过程分析时考虑初始几何缺陷的影响,初始几何缺陷分布采用结构的最低阶屈曲模态。

18、进一步的,初始几何缺陷取值包括:①按照大跨度网壳柱跨度的1/300取值;②按照大跨度网壳柱施工完成后实际最大柱顶偏位值进行取值,其中,初始几何缺陷按照最大值取上述①或②的值。

19、进一步的,所述第二次受力分析包括如下步骤:

20、获取大跨度网壳柱施工区域的坐标,并根据坐标位置获取历史气象数据;

21、根据历史气象数据构建极端天气预测模型;

22、利用上述模型,根据大跨度网壳柱的设计寿命,按照时间序列预测出设计寿命内的气象数据;

23、按照时间序列依次计算上述气象数据对大跨度网壳柱施加荷载,将上述气象数据施加的荷载定义为气象荷载,全部的气象荷载形成气象荷载集合;

24、根据设定的极端天气的气象荷载阈值对上述气象荷载集合中的气象荷载进行过滤,保留超过极端天气的气象荷载阈值的部分,并对气象荷载集合中的气象荷载进行出现概率分析,并按照出现概率大小进行排序;

25、按照排序去除出现概率最低的气象数据,同时取出对大跨度网壳柱施加荷载最大的气象数据;

26、将上述气象数据产生的荷载导入到气象仿真环境对大跨度网壳柱进行仿真,得到第二次受力分析的分析结果。

27、进一步的,所述第三次受力分析包括如下步骤:

28、将大跨度网壳柱的模型导入安装仿真环境;

29、根据施工步骤将大跨度网壳柱模型进行拆解为吊装部分和安装部分;

30、将安装部分安装到设定的位置;

31、计算吊装部分的吊点的位置和数量,使用虚拟吊装工具连接吊点后进行吊装,监测吊装过程中吊装部分的应力和形变;

32、在应力和形变超出设置的阈值时,调整吊点的位置以及吊点的数量,在次进行吊装以及监测直至吊装部分的应力和形变低于设置的阈值。

33、进一步的,根据上述第一~第三次受力分析得到数据评估大跨度网壳柱的稳定性,在评估通过后,根据所述第三次受力分析得到的吊点的位置和数量进行吊装施工。

34、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:

35、本发明在现有的大跨度网壳柱受力分析的基础上还设定有天气条件以及安装条件进行大跨度网壳柱的受力分析,能够更加全面的对大跨度网壳柱进行受力分析,提升了大跨度网壳的稳定性。

36、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

37、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,所述第一次受力分析和所述第四次受力分析均采用线弹性分析分析进行大跨度网壳柱的设计结构、构件承载力复核。

3.如权利要求2所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,所述线弹性分析包括:

4.如权利要求2所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,所述第四次受力分析还采用非线性分析对大跨度网壳柱结构的整体稳定性能进行分析。

5.如权利要求4所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,进行大跨度网壳柱全过程分析时考虑初始几何缺陷的影响,初始几何缺陷分布采用结构的最低阶屈曲模态。

6.如权利要求5所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,初始几何缺陷取值包括:①按照大跨度网壳柱跨度的1/300取值;②按照大跨度网壳柱施工完成后实际最大柱顶偏位值进行取值,其中,初始几何缺陷按照最大值取上述①或②的值。

7.如权利要求1所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,所述第二次受力分析包括如下步骤:

8.如权利要求1所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,所述第三次受力分析包括如下步骤:

9.如权利要求8所述的一种大跨度网壳柱的受力分析方法,其特征在于,根据上述第一~第三次受力分析得到数据评估大跨度网壳柱的稳定性,在评估通过后,根据所述第三次受力分析得到的吊点的位置和数量进行吊装施工。


技术总结
一种大跨度网壳柱的受力分析方法,涉及大跨度网壳施工技术领域,包括在施工前,根据大跨度网壳柱的设计参数建立模型,导入加载条件,进行第一次受力分析,导入施工区域位置的气象仿真参数,进行第二次受力分析,构建安装仿真环境,进行安装仿真,进行第三次受力分析,根据上述受力分析结果,评估大跨度网壳柱的稳定性,在评估通过时根据受力分析得到的数据进行施工,在施工完成后,对大跨度网壳柱进行第四次受力分析,得到大跨度网壳柱的分析结果等步骤,本发明在现有的大跨度网壳柱受力分析的基础上还设定有天气条件以及安装条件进行大跨度网壳柱的受力分析,能够更加全面的对大跨度网壳柱进行受力分析,提升了大跨度网壳的稳定性。

技术研发人员:刘星宇,贾学军,徐小洋,刘梦思,丁文玲,李岩,郭晓华,李文彬
受保护的技术使用者:中国建筑第二工程局有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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