大跨度鋼結構施工工程的結構分析

劉海川

河北中房鋼結構有限公司（072750）

大跨度鋼結構施工工程的結構分析

劉海川

河北中房鋼結構有限公司（072750）

這里對大跨度鋼結構的施工力學原理進行了分析，并結合具體的實例介紹了大跨度鋼結構施工過程。

大跨度鋼結構；結構分析；分析

與其他材料相比，鋼結構穩定性更高，可以實現批量生產。大跨度鋼結構安裝存在一定的困難，設計不合理和安裝不合理都會導致大跨度鋼結構變形，造成大跨度鋼結構穩定性下降。

1 大跨度鋼結構施工力學分析

1）施工力學原理

大跨度鋼結構需要進行階段性焊接安裝。在安裝過程中，如何保證每個階段的連續性是施工中必須解決問題。階段性受力不等是大跨度鋼結構施工中的主要特點之一，因此階段施工會對相鄰階段的受力分析和安裝造成一定影響。這要求對建筑施工過程進行合理的設計、計算、檢測和記錄。計算公式為:①拉格朗日列式:鋼結構主要用于連接較大的跨度空間,根據拉格朗日列式對其進行受力分析，采取合理的焊接和安裝方式，控制其變形。拉格朗日列式通過描述物體的運動狀態分析質點位置，從而確定中心點坐標，使焊接位置和裝配位置更加合理，防止傾斜。②ANSYS:ANSYS通過對大跨度鋼結構的預應力進行動態處理和分析，從而得出正確的設計和施工數據。

2）大跨度鋼結構的施工特點大跨度鋼結構會由于受力過大而出現變形。因此，施工中控制變形成為主要問題之一。大跨度鋼結構構件抗彎和抗剪的能力較差，張拉力的分布狀態使其幾何構形只能處于最小的幾何形態。荷載作用于鋼結構構件將產生一定的變形以達到受力平衡。根據施工材料不同，大跨度鋼結構可分為剛性結構、柔性結構和半剛性結構，因此在施工方法和受力上這三種結構具有差異性。現階段隨著建筑行業的快速發展，大跨度鋼結構已經成為施工的主要材料,但大跨度鋼結構安裝較為復雜，因此安裝人員應了解這一特點并采取必要的措施。

2 大跨度鋼結構的施工力學分析方法

大跨度鋼結構的施工力學分析主要針對新增構件。根據施工力學分析產生的變形，根據新增構件尺寸判斷構件的位置準確度，通過調整變形確保其穩定性。具體施工設計中，可繪制設計原理施工圖，并對進行相應的受力分析，制定變形部位采取有效的方案，確保施工穩定性。由于新增構件同已安裝構件的長度不同,且存在一定的位置關系，因此可結合設計原理和最新設計軟件對其進行分析，從而計算出構件的變形大小。

3 實例分析

我們通過具體的實例對大跨度鋼結構施工進行分析，以減少施工變形。以大跨度鋼結構的兩端固定梁為分析對象，固定梁多選擇H型鋼，研究對象的跨度為24m，尺寸為600×180×8×8。考慮到所用H型鋼尺寸較大，鋼結構梁自身重量會對施工造成一定影響，因此均布荷載按40 kN/m計算。大跨度鋼結構采用分段施工和分段計算方式，我們將H型鋼分為九段，兩端為固定端。采用由外向內的對稱式施工方式，施工被分成五個步驟完成。對稱施工能夠提高鋼結構梁的穩定性，施工至跨中段處合攏，表示完成施工。由于施工各個步驟鋼結構梁的結點處會受到大小不同的應力，因此可對其進行模擬計算，分析應力變化。

在安裝施工過程中，越靠近中段，應力越大，說明越靠近中段部位鋼結構梁越易發生變形。在同一施工階段，施工按從外固定端到內部無支撐端的對稱順序進行，因此位形曲線下移說明處于施工階段的鋼梁變形對已施工完成的鋼梁會造成一定的影響，導致已施工完成的鋼梁發生更大的變形。為解決施工變形問題，可采用預起拱的方式設計安裝階段依照水平直線進行，以提高安裝效率。在這個過程中，鋼結構自重導致的變形較小,可以忽略不計。但在設計過程中，要嚴格按照規范進行，對相關數據進行計算和記錄，盡量減小施工過程由于不合理設計而導致的變形。

4 總結

隨著建筑機械行業的快速發展，大跨度鋼結構的應用變得廣泛。大跨度鋼結構具有施工復雜、工程量大的特點，為保證穩定性和安全性，應對其進行必要的結構分析。以提高施工質量，使大跨度鋼結構的應用更加廣泛。

[1]潘多忠.大跨度鋼結構施工力學分析及應用研究[D].華南理工大學,2011(6).

[2]王馳.大跨度鋼結構施工過程的結構分析方法研究[J].中國建筑金屬結構,2013(5).