大跨度鋼結構施工過程結構分析

郝長鑫

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施工中往往會遇見大跨度鋼結構，我們要明白其原理，才能更有效、更安全的對其施工，如何從力學角度去分析其結構，保證其安全快速搭建，是我們接下來要討論的問題。

1 對于大跨度鋼力學概述

1.1 力學概述

建筑力學是一種緩慢的施工力學。隨著建筑結構的不斷變化，我們必須分析機械分析過程中各種工作狀態的結構穩定性。一般來說，在施工和施工中，對于某些跨度結構，需要增加一些臨時支撐系統，并與原有結構相結合構成工作系統。

目前施工力學中使用更多數據值的方法主要包括：一般單位法。在單位持續增加或減少的情況下，對區域變化的分析是不方便的，因為電網需要不斷分析。

時變元素法。一般離散網格不變，但求解區域的變化通過改變單位來分析，但其不足之處在于數值積分穩定性不強。

拓撲改變方法。該地區變化的解決方案通常基于拓撲花園，并且時變時間數量的不足不會影響計算的有效性。由此可見，在我國項目數量不斷增加的背景下，上述方法的不足，都是未來鋼結構力學研究的重要方面。

1.2 施工特點

大跨度鋼結構具有較強的剛度，因此該結構變形的可能性較小，因此可以從線性理論的角度分析其結構，以求解力學方程。大跨度鋼結構的電纜網和膜結構都是柔性結構。這些結構的剪切和抗彎曲性相對較低。其配置主要取決于張力和張力的分布。對于整個大跨度鋼結構，它是通過變形來避免外部荷載對其自身的影響，這個理論在結構分析中起著非常重要的作用。基于以上分析，剛性結構，半剛性結構和柔性結構各有其特點，并且在力量上也有很大差異。隨著越來越多的大跨度鋼筋的應用，設計師在分析施工結構時必須結合施工特點和結構特點，并將分析方法運用到實際工作中，使設計更加穩定。為了確保施工質量和施工安全[1]。

2 大跨度鋼結構施工過程的結構分析方法

2.1 結構原理分析

一般情況下，大跨度鋼結構需要連續施工，其應力條件總是變化的。前一階段的位移和內部力量將對下一階段產生一定的影響，需要每個階段的位移和內力。比如更全面的分析，才能真正提高其施工安全性和可靠性。同時，施工分階段進行，其相應的指標也在不斷變化：預應力，約束，溫度等必須可靠地跟蹤，以便準確反映其結構。隨著中國建筑業的快速發展，有限元的發展越來越快。例如，在處理混合計算時，應該使用以下軟件應用程序：MANSYS，MSC等，這可以極大地提高各種結構形式的操作的準確性。 。

可以看出，上述平臺的開發和研究是當前結構分析的重點，也是未來重要趨勢之一。從機械分析的整體情況來看，運動過程的描述通常使用拉格朗日公式進行。通常在分析增量非線性時使用它更多，并且可以實時執行對象的每個點的變化。跟蹤需要通過增量迭代方法計算，以便在結構元素增加之前的結構狀態是重要基礎的情況下，能夠使用結構元素的增加狀態作為其最終狀態，并且增加結構要素的數量對結構影響的綜合分析具有重要意義。因此，當外部負載變化時，結構的外部負載也將相應地改變。如果溫度負載發生變化，則需要將負載的變化添加到原始負載數組中并重新計算以真正了解其結構變化。

2.2 結構分析方法

目前，新構建主要有四種情況，并且還有四個相應的原則：如果新構件未連接到原始構件，則新節點坐標是節點的設計坐標;如果出現新節點，它的位置應該根據結構和相關節點的延伸方向來確定，以確保其未知坐標的合理性;如果有新的構建，但沒有新節點，構建的長度就是兩點。相應的距離;如果有新的構建，但兩個構建的節點相同，則需要根據這兩個點的特定條件來確定節點的位置。

因此，在合理使用上述四個原則，確定新節點的坐標時，需要結合相關公式，充分利用相關坐標，余弦值，節點數等，才能真正保證精度的新節點坐標。從上述四個原則的實際應用來看，前兩個原則主要是新建造尺寸與建模相同時，后兩者在新建建筑長度不斷變化時更為常用。在施工過程中構建影響，需要進行全面的分析以減少組件安裝的難度。在新版本未連接到原始版本的情況下，其具體計算應以設計坐標單元激活的方式完成。

2.3 對構件增加的分析

在大跨度鋼結構施工的過程當中，構件增加的情況應該是我們首先要進行分析的步驟。下面，我們便對構件增加的情況進行一些歸納。

圖1（原始構件和新增單元和節點示意圖）

從上圖我們可以看出，如果原始構件和新增構件相連，就可以將節點設計坐標堪稱是新節點的坐標；根據原始構件設計的長度|KL|和JK的延長線方向，從而確定新節點的坐標0。如圖(a)所示；如果JK是新構件，新增節點就不存在，那么構件的長度就等于J、K節點間變形之后的距離，如圖(b)所示；若JO1/JO2為新增構件，則O1/O2就是同一個節點。如果JO1/JO2不重合，我們就可用算術平均的原則，根據O1/O2來確定新增節點的坐標，如圖(c)所示。

根據以上對新增構件結構的分析，我們可以確定任何一個新增構件的幾何位置以及新增節點的空間坐標。通常來說，新增節點坐標可由下面函數表示：

式中：是新增節點 o 在 i 方向的坐標值；為相連的已有節點 j 在 i 方向的坐標值；

為相連的已有構件 j 在 i 方向的余弦值；

是第 s 根新構件的長度；

N 是新構件與已有構件相連的節點數；M 為與第 j 個已經有節點相連的新增構件數。

4 結束語

大跨度鋼結構施工過程中結構分析中會存在很多計算，這更要求我們在計算的同時一定要保障數據準確性，這樣在施工中才能保障安全，減少失誤。

[1] 黃艷.大跨度鋼結構施工過程中的問題分析[J].才智,2014,(31):349.