[发明专利]一种大面积焊接球网架结构的变形预控制方法

说明书

本发明涉及一种大面积焊接球网架结构变形预控制方法，包括以下步骤：建立受力分析计算模型并获得变形值；建立第一次修正模型并重新计算变形值；判断变形误差并获取受力分析修正几何模型；根据受力分析修正几何模型建立焊接分析模型并获得焊接分析的变形值；建立焊接分析第一次修正模型并重新计算焊接变形值；判断焊接变形误差并获取最终施工几何模型。本发明综合考虑大面积网架在施工阶段和焊接阶段的结构变形，可根据变形值对原结构进行几何修正，有效提高网架的成形精度，大幅提升网架的整体作业效率。

技术领域

本发明涉及钢结构施工领域，具体是一种大面积焊接球网架结构的变形预控制方法。

背景技术

焊接球节点网架结构由于其节点刚度大、受力性能好，被广泛地应用于大面积、大跨度结构中。但该类结构在施工时，由于跨度大、焊接量大，常易因结构受力变形及焊接收缩变形导致最终网架成形坐标与初始设计坐标出现偏差，尤其对于大面积、大跨度网架结构更为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变形预控制方法，降低结构的受力及焊接累计误差，从而有效防止结构受力及焊接收缩引起的变形。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种大面积焊接球网架结构的变形预控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据焊接球网架的设计初始几何模型及相关参数建立受力分析的有限元计算模型；

步骤2根据网架安装方法模拟施工过程，获得网架结构成形态时各空间节点的坐标值及与初始设计节点坐标之间的坐标差值；

步骤3将各空间节点的坐标差值反向叠加到初始设计节点坐标，得到节点坐标修正后的几何模型；

步骤4用节点坐标修正后的几何模型重新建立受力分析的有限元计算模型；

步骤5、重复步骤2，得到各空间节点新的坐标值及新的坐标差值；

步骤6、对新的差值进行分析，如果不满足容许误差要求，则将新的差值反向叠加到修正后的节点坐标值上，得到新的修正后的几何模型，重复步骤4和5，直至坐标差值满足容许误差要求，最终得到受力分析阶段几何模型；

步骤7、用步骤6得到的受力分析阶段几何模型和焊接参数建立焊接分析的有限元计算模型；

步骤8、根据网架的焊接模拟过程，获得网架焊接成形态时各空间节点的坐标值及与受力分析阶段几何模型节点坐标之间的坐标差值；

步骤9、将步骤8得到的各空间节点的坐标差值反向叠加到受力分析阶段几何模型节点坐标，得到节点坐标修正后的几何模型；

步骤10、用节点坐标修正后的几何模型重新建立焊接分析的有限元计算模型；

步骤11、重复步骤8，得到各空间节点新的坐标值及新的坐标差值；

步骤12、对新的差值进行分析，如果不满足容许误差要求，则将新的差值反向叠加到修正后的节点坐标值上，得到新的修正后的几何模型，重复步骤10和11，直至坐标差值满足容许误差要求，得到最终的几何模型；

步骤13、按照最终的几何模型进行施工图详图设计，进行构件制作并按照既定的焊接及安装方案进行现场施工。

所述的一种大面积焊接球网架结构变形预控制方法，所述步骤2中对网架结构进行施工过程模拟时，应进行全过程仿真模拟分析，并应考虑施工顺序对结构成形态的影响。

所述的一种大面积焊接球网架结构变形预控制方法，所述步骤8中对网架结构进行焊接模拟时，应考虑焊接工艺及焊接顺序对焊接成形态的影响。