非滑道基础上大型钢结构分层建造技术研究

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1、天津大学硕士学位论文非滑道基础上大型钢结构分层建造技术研究姓名：潘沈鸿申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：章青20090501中文摘要大型钢结构物如海洋石油平台、“鸟巢”体育场等，已经走进了人们的日常生活，发挥了越来越大的作用，对大型钢结构物的研究也越来越受到人们的重视。但传统的研究着眼于对钢材本身性能和加工工艺以及整体结构形式的研究，而往往忽略了对施工过程的安全性分析。本文结合青岛镍矿项目工程实际，以3M101模块为例，对基于ANSYS软件的大型钢结构件的结构及载荷特点、有限元建模及其力学分析方法进行了研究。从模型的建立

2、，到载荷的施加，再到临时支撑位置的优化，全部过程都是应用APDL语言进行编程计算。对大型钢结构的分层建造过程分析了逐层的结构应力和变形情况，对一些应力和变形较大的关键节点进行了单独建模和网格细化，使计算精度进一步提高。同时计算了在非滑道基础上各支撑垫墩的沉降和支点反力，分析了由于各支撑垫墩的不同沉降对结构安全性能造成的影响，并首次应用ANSYS进行了临时支撑位置的优化(传统的优化都是优化形状尺寸)。将增加临时支撑后的结构应力和变形情况与未加临时支撑时进行比较，阐述了增加临时支撑的必要性。通过验证风载荷和地震载荷对钢结构分层建造过程的

3、影响，使问题的分析更趋全面。本文的分析模拟结果与青岛施工现场实际情况进行比照，与实际结果吻合较好，证明了有限元力学计算符合工程实际需要。本文的建模和分析方法为同类结构件的有限元力学分析提供了借鉴。关键词：钢结构APDL分层建造优化设计ABSTRACTInthepeople’Sdailylives，therehavebeenmoreandmorelargesteelstructuressuchasoffshoreplatforms，BeijingNationalOlympicStadiumandSOon．Theyhaveplayeda

4、nincreasinglyimportantrole．Atthesametime，theresearchonthelargesteelstructureshasattractedmanypeople’Sattention．However,thetraditionalresearcheshavefocusedonthepropertiesofthematerials，theprocessingtechnologyandthestructureformusually．Sotheresearchonthesafetyintheconstr

5、uctionprocesshasoftenbeenneglected．Inthisthesis，basedonthepracticalengineeringofQingdaoNickelProject，structureandloadcharacteristics，creatingfiniteelementmodelandfiniteelementmechanicsanalysismethodsandskillsonlargesteelstructuresbasedontheANSYSsoftwareareresearched．Du

6、ringtheentireprocessofcreatingfiniteelementmodel，imposingloadandoptimizingthelocationofthetemporarysupports，theAPDLlanguageisused．Theconditionsofthelargesteelstructure’Sstressanddeformationduringthelayeredconstructionprocessareanalysed．Themodalsofsomebeamswhichhavegrea

7、tstressanddeformationarerebuildedbythePro／Esoftware，andmoreaccurateanalysisiscardedout．Thevaluesofthesupportpiers’subsidenceandupliftpressurearecalculated．Theinfluenceonthestructuresexertedbythedifferentvalueofthesupportpiers’subsidenceisanalysed．Theoptimizationofthete

8、mporarysupports’locationiscardedoutbytheANSYSsoftwareforthefirsttime．Thedifferentconditionsofthelargesteelstructure’S