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随着我国国民经济的持续高速发展、北京奥运会和上海世博会的成功举办以及国家政策的大力扶持,大型和超大型复杂空间钢结构将会得到迅猛发展。迫切需要施工技术与分析手段的革新。使得这些近似不可能建成的复杂空间钢结构工程从图纸化为现实中的标志性建筑,然而,由于大型复杂空间钢结构体系的复杂性,施工中左右结构受力的因素众多,而且这些因素又相互关联,施工过程中有限元分析具有一定的难度缺乏系统化的研究。 该课题来源于沈阳文化艺术中心工程,本工程薄壳钢结构共有64个三角形面,每个面的夹角不同,每个面又分为16个小三角形,总用钢量为11000吨,属于大跨度非常规无序空间薄壳钢结构体系。这里所谓的“非常规”是指薄壳钢结构杆件除受“常规”上的受拉、压应力影响意外,还受到弯、扭影响;所谓的“无序”是指在按曲面形式划分薄壳钢结构时,无法用简单的高斯曲线定义薄壳钢结构。 下部混凝土结构总建筑面积约8.5万平方米,拥有一座1800座的中央剧场、一座1200座的音乐厅和一座500座的多功能厅地上七层,地下一层。从结构形式上看也是高度不规则的复杂结构。 而在这样的结构背景下又要克服工期短、任务重、难度大、安装精度高的工况特点。使得沈阳文化艺术中心工程薄壳钢结构拼装遇到重重困难。 本文以沈阳艺术中心大跨度非常规无序空间薄壳钢结构实际情况为背景,通过有限元模拟分析,对本工程的工况分析、临时支撑的设置、单元划分和卸载进行全过程分析。将沈阳文化艺术中心大跨度非常规无序空间薄壳钢结构拆分成若干个常规、有序的吊装单元,使吊装施工安全、工艺合理,完成吊装后,满足设计要求,为类似钢结构吊装工程提供一种可靠的吊装单元划分方法。 首先,本文阐述了近些年来空间薄壳钢结构施工的方法和特点。为选定适合本工程工期短、任务重、精度高、交叉施工特点的方案提供了理论依据。 其次,通过MIDAS Gen软件对本工程大跨度非常规无序空间薄壳钢结构体系的单元的划分、临时支撑体系的设置和卸载进行全过程分析。肃清了本工程在安装过程中遇到的一切不确定因数。并为合理安排吊装工序提供数值依据。 最后,本文归纳总结了吊装单元划分方法在解决大跨度非常规无序空间薄壳钢结构体系特点和优势,为今后方法的推广提供了范本。