[发明专利]考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法，包括如下步骤：步骤S1.对大跨度预应力钢桁架结构进行设计、建造，并使用全过程仿真分析计算，其中，利用空间结构有限元分析软件进行全过程仿真分析计算包括：第一分析过程、第二分析过程以及第三分析过程；步骤S2.分别提取第一、第二、第三分析过程中全部结构杆件的计算结果；步骤S3.基于步骤S2的计算结果，对结构杆件承载全过程的安全性进行量化评定并采取加强措施；步骤S4.重复步骤S1～S3，直至所有结构杆件应力比满足γ_Fi≤γ_limit；以及步骤S5.评估施工方案的合理性。

技术领域

本发明涉及土木工程建筑结构技术领域，具体涉及一种考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法。

背景技术

大跨度预应力钢桁架结构属于空间受力结构体系，设计阶段为一次加载过程，未考虑施工安装及施工工序的影响，但结构体系在未成为整体前的施工过程对结构杆件最终受力状态会产生一定影响。一方面，在钢桁架结构过程施工中，受施工临时支撑设置位置、安装顺序及施工工序的影响，结构杆件产生与设计阶段一次加载不同的受力状态；另一方面，在预应力拉索施加张拉力后，钢桁架结构杆件内力重新分布，再次产生与设计阶段一次加载不同的受力状态。经历上述施工过程后，最终形成钢桁架结构和预应力拉索共同工作的结构体系。

目前大跨度预应力钢桁架结构的设计阶段一般不考虑施工过程的影响，大跨度预应力钢桁架结构施工仿真分析也只负责到施工阶段的安全控制，施工安装过程对结构杆件最终受力状态的影响无法得到定量的控制。对上述问题不处理，会产生安全隐患。因此，本发明提出一种考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法，从而可对结构杆件承载全过程的安全性进行量化评定并采取补强措施，以达到设计、建造、使用全过程安全控制的目的。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种考虑施工应力的大跨度预应力钢桁架结构安全控制方法，包括如下步骤：

S1.利用空间结构有限元分析软件对大跨度预应力钢桁架结构进行设计、建造，并使用全过程仿真分析计算，其中，利用空间结构有限元分析软件进行全过程仿真分析计算包括：

S11.第一分析过程：采用一次加载分析法对结构体系杆件承载力进行验算，并进行杆件优化和归并，使结构杆件最大应力比γ_1i≤γ_limit(i＝1，2，3，……，n)，其中，n＝m₁+m₂，m₁为弦杆数量，m₂为腹杆数量；

S12.第二分析过程：利用空间结构有限元分析软件，采用一次加载分析法对步骤S11中杆件承载力满足要求的结构体系，在施工完成时结构承受的自重荷载作用下，进行受力分析；

S13.对步骤S11中验算满足承载力要求的结构体系制定施工方案；

S14.第三分析过程：利用空间结构有限元分析软件，对步骤S11中验算满足承载力要求的结构体系按照步骤S13确定的施工方案，采用分步加载分析法进行施工过程仿真受力分析；

S2.分别提取第一、第二、第三分析过程中全部结构杆件的计算结果；

S3.基于步骤S2的计算结果，对结构杆件承载全过程的安全性进行量化评定并采取加强措施；

S4.重复步骤S1～S3，直至所有结构杆件应力比满足γ_Fi≤γ_limit；以及