[00361502]大型复杂钢结构施工力学仿真方法及关键技术研究与应用

随着中国综合国力的提高和经济的发展，钢结构应用越来越广泛，现代钢结构正朝着高、大、复的方向发展，结构在施工阶段的受力状态和变形方式与设计状态的差别越来越大，受力安全问题亟待解决。该项目通过理论分析与实际工程相结合，对复杂钢结构的施工力学算法、结构合拢及卸载技术、施工方法及路径优化技术、整体提升技术等关键技术问题进行研究，研究成果成功应用于大型复杂钢结构的实际工程中，编撰了相应的施工技术指南，有效降低了施工成本，保障了工程的顺利进行。该成果主要创新性工作有：基于建筑钢结构施工特点，并结合桥梁施工力学中构件安装的三大定位原则，首次提出了适用于建筑工程安装的通用第四定位原则，构建了局部位形约束生死单元法和局部位形约束正装迭代法，填补了中国施工力学仿真方法的该项空白，使复杂钢结构施工力学精细仿真得以实现。为了解决大型复杂钢结构施工中卸载临时支撑带来的动力冲击和不同步性，同时减少临时支撑用钢量，创造性地提出了热熔逐级放张法和关键位置循环卸载法，发明了相应的卸载机具，填补了该项施工技术的空白。针对大跨度钢屋盖整体提升过程中提升点位移差随机分布的特点，首次提出了单、隔点组合不同步分析法，增强了整体提升施工中的安全可控性，填补了该项施工技术的空白。建立了复杂钢结构施工组织管理体系，减少了用钢量、缩短了工期，社会及经济效益显著，对复杂钢结构安全施工具有重要的意义。在上述研究领域发表论文20余篇(其中EI检索8篇)，获得国家专利2项，发展与丰富了施工理论。研究成果直接应用在法门寺合十舍利塔主塔、深圳世界大学生运动会主体育场、广州国际金融中心(西塔)、广州歌剧院以及西安东航维修基地新机库钢屋盖等项目的施工中，取得了显著的经济效益与社会效益，为大型复杂钢结构的施工提供了重要依据。