大跨復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程健康監(jiān)測(cè)與分析.pdf

1、大跨復(fù)雜空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)由于其造型優(yōu)美，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，工廠化程度高等特點(diǎn)，近年來再國內(nèi)發(fā)展很快。結(jié)構(gòu)新穎的大空間甚至是超大空間建筑，比如大型體育場(chǎng)、體育館和會(huì)展中心等也經(jīng)常進(jìn)入人們的視野。但這種結(jié)構(gòu)所處環(huán)境狀況多變，受力復(fù)雜，發(fā)生損傷和破壞的潛在危險(xiǎn)性較大，尤其是在施工階段，情況更為復(fù)雜。因此，對(duì)大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在建造期間進(jìn)行實(shí)時(shí)在線健康監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)警研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。在目前國內(nèi)外對(duì)上述問題的研究和應(yīng)用還沒有形

2、成完整體系之時(shí)，做此研究便顯得更加有益。本文以西寧體育館鋼屋蓋為具體研究對(duì)象進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)研究了工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成的總體框架和各構(gòu)成部分的功能。對(duì)在工程實(shí)踐中常用的傳感元件，如電阻應(yīng)變計(jì)、光纖光柵傳感器、鋼弦傳感器的構(gòu)成、用途和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了簡要介紹，并對(duì)其工作原理作了較為深入的研究。對(duì)在工程實(shí)踐中常用的測(cè)量儀器，如靜力水準(zhǔn)儀和全站儀的工作原理作了初步研究。
　　 (2)對(duì)西寧體育館監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)

3、行了研究，確定了監(jiān)測(cè)方案、測(cè)點(diǎn)布置方案及傳感器的選用。對(duì)西寧體育館鋼屋蓋在整個(gè)施工過程應(yīng)力、變形、溫度進(jìn)行了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：監(jiān)測(cè)取得了較好的效果，準(zhǔn)確性較高，穩(wěn)定性良好，測(cè)得的結(jié)果與實(shí)際規(guī)律基本相符。數(shù)據(jù)顯示西寧體育館鋼結(jié)構(gòu)處于正常工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布合理，結(jié)構(gòu)變形量在容許范圍之內(nèi)，表明體育館鋼屋蓋施工工藝符合要求，質(zhì)量好，剛度儲(chǔ)備大，結(jié)構(gòu)安全。
　　 (3)利用ANSYS有限元軟件對(duì)西寧

4、體育館鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工模擬計(jì)算，將模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果做了比較分析，對(duì)比分析表明：兩者吻合較好，所有測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力在總體趨勢(shì)上都在增大。本工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵部位的選取是合理的，有效的?？梢詾橐院笸惞こ痰臏y(cè)點(diǎn)布置提供參考和借鑒。
　　 (4)利用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)西寧體育館鋼屋蓋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自振特性分析，提取了鋼結(jié)構(gòu)前20階頻率和振型，并對(duì)頻率和振型進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：體育館鋼屋蓋抗扭性能較好，整