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第一篇钢结构论文范文参考：大型悬挑钢结构施工关键技术研究
随着我国经济的高速发展,高层建筑设计正日益向综合型多用途发展,为满足各类高层建筑的功能要求和城市美观的要求,高层建筑结构体型也进一步复杂化,其特点是向着高度更高、体型更复杂、功能综合性更强的方向发展.建筑多功能的使用要求引起了结构体型和结构形式的多样化,如带转换层结构、连体结构、竖向收进和悬挑结构、带加强层结构、平而不规则结构等,这几种结构形式的组合就是近年来使用比较多的几种结构形式.这些新颖的建筑结构形式给人耳口一新的视觉冲击感的同时也给建筑结构施工制造了很多难题.
本文以施工力学分析为手段,以深圳证券交易所营运中心为研究对象,对超高层大型悬挑结构抬升裙楼施工过程中的关键技术问题进行了研究,并得到如下结论：
(1)针对施工过程中可能存在的各种力学问题和技术难点,确定了裙楼的总体施工方案,通过对施工过程进行数值模拟,对施工方案进行了优化.通过研究表明,将原定施工方案中的部分施工步骤合并施工对结构基本没有影响,要采用的实际的施工方案是安全可行的,并且在一定程度上缩短了工期,节约了施工成本.
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(2)提出了裙楼安装过程中的一些关键技术,并对其作了分析研究：i)对超大钢结构节点高空原位拼焊变形进行了分析,研究了节点高空拼焊时焊缝变形对其精确定位的影响,确定了节点高空拼接时的焊接方案.采取“中下至上,先焊接竖向焊缝,后对称焊接横向焊缝”的原则对于节点高空拼装时的位移控制是有利的；ii)分析了塔楼持续安装对未卸载裙楼的影响,当不考虑塔楼的压缩沉降时,得到的安装起拱值偏大,即若裙楼按一定的安装起拱值进行施工,在安装完成、胎架尚未卸载之时,得到的实际起拱值,会比设计起拱值偏大.
(3)提出了支撑胎架卸载过程中的一些关键技术,并对其作了分析研究：i)为了使卸载用的砂箱满足卸载需要,进行了砂箱试验,试验研究结果表明可以采用砂箱作为卸载工具.通过进行满载和过载试验模拟裙楼卸载工况,可以确定合理的砂箱技术参数.ii)对裙楼卸载时裙楼楼板混凝土的可能开裂情况进行了分析,如果裙楼卸载之前浇筑混凝土,在卸载过程中,裙楼端部的混凝土会开裂,在胎架卸载之后,再浇筑抬升裙楼的楼板混凝土效果更好.
(4)工程监测结果与理论分析的对比研究.围绕坐标与内力分布的最终设计目标,对钢结构吊装过程中不同阶段各控制截而的应力和位移进行了监测,并将监测结果与数值模拟的结果进行了对比分析.在监测中,应力监测结果受各方面因素影响比较大,并不一定能真实反映结构的应力水平,因此,施工过程中结构应力的可控性比较低；位移监测的影响因素较少,监测结果的精度比较高,并且与计算结果十分吻合,说明结构变形的可控性比较高.
第二篇钢结构论文样文：复杂刚性钢结构施工过程力学模拟及计算方法研究
随着我国综合国力的提高和经济的发展,建筑形式呈现出多样化的发展趋势.现代钢结构正朝着高、大、复的方向发展,复杂钢结构的大跨、高层建筑愈来愈多,它们在施工过程中的力学问题也越来越受到广泛的关注.施工过程中的结构形式和设计成形状态有很大差别,施工“路径”和方式对复杂结构的建造过程以及最终成形的竣工状态都有很大影响,与一次成形的设计状态下的分析结果有较大差别,需在结构设计和施工中加以考虑.本文以几个著名的钢结构工程为背景,对复杂刚性钢结构施工过程力学模拟中的一些计算方法进行了较为深入和系统的研究,在现有方法的基础上提出了一些改进的实用计算方法.本文的主要研究工作及创新点如下:
(1)根据桥梁施工力学中构件安装的三大定位原则,提出适用于建筑工程安装过程的第四定位原则.
(2)针对直接生死单元法的“漂移”现象,提出了一种改进方法——局部位形约束生死单元法,以抑制直接生死单元法中“死”单元的“漂移”,并给出在现有有限元平台上具体实现的计算流程.
(3)在已有的四种预变形方法的基础上,提出了一种改进的预变形计算方法——局部位形约束正装迭代法,以抑制正装迭代法中“死”单元的“漂移”,并给出在现有有限元平台上具体实现的计算流程.
(4)应用本文提出的计算方法对几种类型的复杂刚性钢结构实际工程进行了施工过程力学模拟,并对施工过程中的关键技术问题如何在力学模拟中实现提出了相应的解决方法.
1)对法门寺合十舍利塔主塔结构施工过程中的关键技术问题进行研究,探讨施工力学模拟方法在这种体型复杂的超高层建筑中的应用.采用局部位形生死单元法对两种施工方案进行了施工过程力学模拟,提出了从力学角度出发的施工方案优选的原则,并用力学模拟结果进行了方案优选.采用局部位形约束正装迭代法进行了法门寺合十舍利塔主塔结构的预变形计算,并按确定的预变形位形进行了正序安装施工过程力学模拟.本工程的施工过程力学模拟获得了良好的效果,成功指导了实际施工.
2)对大运会主体育场的钢屋盖主体结构的安装过程进行了施工过程力学模拟分析.分析结果指导了施工中的关键技术问题——卸载方案的确定,并对确定后的卸载方案进行了专项施工过程分析.针对本工程胎架上千斤顶的设置方式和卸载特点,提出了温控千斤顶单元法模拟施工阶段的卸载状况,在整个卸载过程中进行了应力和变形监控,理论值和实测值吻合良好,施工过程力学模拟取得了很好的效果.
3)对新白云机场机库钢屋盖工程的整体提升过程进行了力学模拟,对提升过程中的关键技术问题进行分析和研究,并对提升点的力学模型提出了一种改进的方法,很好的模拟了实际施工过程中提升点的受力状态,将提升过程中提升点位移差对结构的影响进行分析,对提升状态不利组合的选取提出一种具体的定量判断方法,比以往定性选择不利组合的方法更为科学可靠.对整体提升技术进行施工力学模拟的分析方法在实际工程取得了良好的效果,是切实可行的.
第三篇钢结构论文范文模板：大型复杂钢结构施工力学分析及应用研究
近年来,一大批大型复杂钢结构工程在我国落成或在建,其在施工过程中表现出了诸多新的力学问题.本文对若干亟须解决的钢结构施工力学问题进行了深入的理论研究,提出了相应的解决思路和方法,对实际工程的建设起到了指导作用.主要完成了如下工作:
(1)从数学和物理上揭示了单元生死技术模拟施工过程的单元“杀死”、“漂移”和“激活”的机理,研究了单元“生死”系数的取值.探讨了结构施工过程模拟的分步建模技术.采用单元生死技术对CCTV新台址主楼的施工过程进行了分析,揭示了其在施工过程中的受力机理.
(2)提出了钢结构施工变形预调值计算的正装迭代法、倒拆迭代法和分阶段综合迭代法.采用分阶段综合迭代法对CCTV新台址主楼的变形预调值进行了分析,给出了构件的加工和安装预调值,且评估了地基不均匀沉降对变形预调值的影响.
(3)建立了大跨度钢结构拆撑过程数值模拟的千斤顶单元法.基于非线性有限元法,提出了拆撑过程数值模拟的千斤顶-间隙单元法和千斤顶-接触单元法.采用千斤顶单元法对国家体育场钢屋盖的拆撑过程进行了模拟分析.
(4)研究了索-滑轮结构体系力学状态求解的滑移索单元,采用延拓牛顿法改进了单元的收敛性,编制了索-滑轮结构体系分析的有限元程序,可用于结构的施工过程分析.
(5)提出了钢结构吊装平衡状态确定的椭圆简化算法.建立了一种模拟钢结构吊装可动体系的力学模型,在此基础上提出了其平衡状态确定的一种优化迭代算法,可精确模拟吊装可动体系空间姿态和力学状态的演变历程.
(6)建立了索结构初状态及零状态确定的二次求解技术,所求得的初状态能够考虑弹性变形和自重等作用的影响,同时可确定梁的加工位形以及索和杆的下料长度.
第四篇钢结构论文范例：焊接钢结构疲劳强度与寿命预测理论的研究
本文应用三维有限元理论,构造了一类五面体6～15节点单元的形函数,提出了在五面体单元内的Gauss积分处理方法,建立了相应的单元刚度矩阵,将其与六面体8～21节点单元结合,可用于计算焊接钢结构的应力场.采用这两类单元计算了错位板接头、T型板接头、工字梁焊接钢结构和工字梁十字接头的应力场,得到了相应的理论应力集中系数公式.
本文以Rice-Levy的线弹簧模型为基础,构造了一种八节点线弹簧单元,得到了单元的刚度矩阵.编制了五面体单元、六面体单元和八节点线弹簧单元相结合的计算程序,计算了T型板接头表面裂纹的应力强度因子,计算值与光弹性试验结果吻合较好.计算表明,用线弹簧单元和有限元相结合的方法,计算表面裂纹的应力强度因子,可以大量减少计算工作量,且具有良好的计算精度. 本文在引入“最坏切口”概念的基础上,分别建立了对称循环和非对称循环时焊接钢结构有效应力集中系数的理论预测模型.该模型考虑了材料、几何形式、荷载形式、应力比、尺寸效应、残余应力及焊趾根部短裂纹等因素对疲劳强度的影响.通过对几类典型焊接钢结构疲劳强度的理论预测与疲劳试验结果的比较,验证了理论模型的正确性. 本文分别建立了焊接钢结构疲劳强度预测的面积法和应力场强法的理论.利用面积法和应力场强法,通过有限元计算分析,预测了错位板接头、T型板接头和十字型板接头在对称循环和非对称循环时的疲劳强度,并与疲劳试验进行了比较,理论预测与试验基本一致. 本文以有效应力集中系数预测模型为基础,分别建立了对称循环和非对称循环时焊接钢结构S-N曲线的理论预测方法.并通过试验验证了方法的有效性.采用本文方法预测S-N曲线可以大量减少疲劳试验,节省人力、物力和时间. 本文建立了任意存活率下焊接钢结构P-S-N曲线预测的一点法,均方差曲线法极大似然法.这些方法以S-N预测曲线为基础,只需补充少量疲劳试验即可获得P-S-N曲线,对工程应用有一定参考价值. 本文采用应力应变能密度的Molski-Glinka方程,建立了一种预测焊接钢结构疲劳裂纹形成寿命的能量方法.该方法引入了极值疲劳切口系数,并考虑了焊接残余应力对裂纹形成寿命的影响.通过与试验的比较发现,该方法比Neuber法具有更高的预测精度. 本文应用断裂力学理论,对焊接钢结构表面裂纹扩展过程中裂纹几何形状的变化规律进行了探讨,提出了疲劳裂纹扩展寿命的预测方法,给出了相应的数值计算理论.第五篇钢结构论文范文格式：高大空间钢结构建筑火灾全过程性能化防火设计方法研究
高大空间钢结构建筑多为单层公共性建筑或厂房建筑,建筑内人员密集、火灾荷载较大、人员疏散危险性较高.因此,定量地评估高大空间建筑火灾时烟气危害、结构坍塌风险以及人员疏散安全度对科学开展高大空间建筑性能化防火设计研究极为重要.现有研究成果表明,高大空间建筑火灾不同于常规居室火灾,高大空间建筑火灾温度场呈现典型的非均匀分布特征.目前,火灾全过程中非均匀温度场作用下的钢结构整体坍塌风险、人员疏散安全度及其火灾风险定量评估等方面研究仍相对粗略.本论文充分地考虑了高大空间火灾非均匀温度场的时空分布特性,采用理论分析、实验研究、数值模拟相结合的方法,建立了火灾全过程高大空间非均匀烟气温度场的时空模型,提出了考虑火焰热辐射作用下的钢构件升温计算方法.将非均匀分布的时空温度场与结构应力场耦合,对火灾全过程中非均匀受火钢结构的整体稳定性进行定量评估.同时,还对高大空间建筑内人员疏散行为进行了研究,系统地提出了高大空间钢结构建筑火灾全过程性能化防火设计方法.研究将丰富高大空间钢结构整体抗火理论,为该类建筑的火灾风险评估提供工具.具体的研究工作包括如下几个方面:1)实验验证了大涡模拟技术预测高大空间火灾温度场分布的可行性.借助于大涡模拟技术,对近百个不同建筑高度、不同建筑面积、不同火源功率的高大空间建筑火灾烟气温度场分布规律进行了研究,提出了高大空间建筑火灾非均匀温度场时空模型,该模型能够较为准确全面地反应高大空间建筑火灾温度场的时间发展特点和空间非均匀分布规律.2)建立了高大空间受火钢构件热平衡方程,研究了火焰体直接热辐射、烟气热对流以及烟气热辐射对钢构件的热作用规律.参考点火源模型建立了火焰体对钢构件的热辐射模型,提出并实验验证了考虑火焰体热辐射作用下的高大空间受火钢构件温升模型和计算方法,分析了钢构件形状系数、建筑高度、火源功率以及构件距火源距离等主要参数对构件温升曲线的影响.3)提出了非均匀受火钢结构整体稳定性时变分析方法.将时空分布的非均匀温度场施加到有限元分析模型上,实现非均匀温度场与结构应力场耦合.该方法克服了采用ISO标准曲线、BS EN 1991-1-2:2002温升曲线或其他均匀室内温升曲线以均一温度替代非均匀温度场的天然缺陷,可以准确反映出时空变化的非均匀温度场的温度梯度差引起的结构附加内力和应力重分布现象.4)建立了基于黑箱理论的高大空间人员密度预测模型,提出了基于水力模型的人员疏散行动时间计算方法和基于计算机仿真模拟的人员疏散行动时间预测方法.实验验证并探讨了两种预测方法的精确度.5)对高大空间钢结构建筑性能化防火设计方法的一般程序以及部分关键科学问题进行了系统研究.确定了高大空间钢结构建筑性能化防火设计的一般安全目标与数学表达,认为准确预测设定火灾场景中人员可用安全疏散时间以及人员所需疏散时间是判断建筑内人员能否安全疏散的关键问题.同时,对影响人员疏散过程中的各危害因素进行了讨论分析,提出了各危害因素定量判断分析方法.通过对危害因素的定量分析以及人员疏散的动态预测,实现对性能化试设计方案安全度的定量评估.
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