大跨單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工全過程分析

周 臻，吳 京，孟少平，于 琦

（東南大學(xué) 混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210096）

近年來隨著中國(guó)社會(huì)不斷進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，公共建筑的規(guī)模亦日益擴(kuò)大。大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系以其優(yōu)美的建筑造型、強(qiáng)大的跨越能力和良好的受力性能等優(yōu)點(diǎn)，在各地興建的諸多大型體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、候車室（廳）等大型公共建筑中得到了廣泛應(yīng)用，其工程數(shù)量與建設(shè)規(guī)模在近10年來得到了急劇發(fā)展［1］。

深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)（如圖1（a）所示）采用了1種新型的大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系：“單層折面空間網(wǎng)格”結(jié)構(gòu)，其平面尺寸達(dá)285m×270m，周長(zhǎng)接近1 000m［2－3］。對(duì)于如此大規(guī)模的空間結(jié)構(gòu)體系，其施工過程必然是分階段進(jìn)行，一般包括：分階段安裝的過程與安裝完成后的卸載過程。這樣不同的結(jié)構(gòu)部分將依據(jù)其施工順序先后參與工作，導(dǎo)致其幾何形態(tài)、剛度分布、荷載大小和支座約束等方面都處于不斷的變化過程中，結(jié)構(gòu)受力呈現(xiàn)出較強(qiáng)的時(shí)變特征。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，則往往假定結(jié)構(gòu)一次成型、所有桿件同步受力，這樣的計(jì)算假定與實(shí)際的施工過程存在差異［4－10］。

為此，筆者基于大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的矩陣力學(xué)模型，采用考慮時(shí)變效應(yīng)的施工全過程分析方法，并利用模擬支撐特性的組合千斤頂單元，對(duì)深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的合攏拼裝與支撐卸載全過程進(jìn)行仿真分析，從而能準(zhǔn)確確定該復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過程中的受力狀態(tài)，并為工程施工方案的制定與施工過程的控制提供依據(jù)。

1 單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)的鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是基于建筑師水晶石造型的設(shè)計(jì)構(gòu)思發(fā)展起來的，結(jié)構(gòu)體系為一系列的空間折面結(jié)構(gòu)（圖1）［11］。每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的軸線是基于體育場(chǎng)看臺(tái)的軸線而布置的。屋蓋結(jié)構(gòu)的外側(cè)為整個(gè)體育場(chǎng)的幕墻。體育場(chǎng)的平面為橢圓型，屋蓋結(jié)構(gòu)由20個(gè)形狀相近的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成（單元分區(qū)如圖1（b）所示），屋蓋的懸挑長(zhǎng)度在不同的區(qū)域分別為51.90～68.40m。屋蓋結(jié)構(gòu)包括馬鞍形的外圈和內(nèi)圈。外圈的高差為13.00m，內(nèi)圈的高差為8.56m。

整體結(jié)構(gòu)體系具有懸臂折板的受力特征。桿件體系分為2級(jí)，第1級(jí)為骨架桿件（主受力桿件）；第2級(jí)則為次級(jí)桿件（次受力桿件）。結(jié)構(gòu)受力時(shí)，荷載主要通過懸臂折板的骨架桿件進(jìn)行傳遞，而次級(jí)桿件則連接各骨架桿件，一方面為骨架桿件提供穩(wěn)定支撐，另一方面使各骨架桿件之間形成更為緊密的空間整體受力體系，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的受力性能。

圖2為結(jié)構(gòu)承受豎向均布荷載作用下主桿桿件的受力特征示意，折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)主要通過屋面結(jié)構(gòu)的脊桿、谷桿及斜腹桿將外力傳遞給背部墻面結(jié)構(gòu)，再傳遞給支座和基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)承受豎向荷載時(shí)，“脊桿”受拉，“谷桿”受壓，“脊桿”與“谷桿”之間形成一對(duì)力矩，從而抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩。而外荷載在屋面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的剪力以及在背部墻面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的軸力則由斜腹桿以及背部墻面結(jié)構(gòu)的谷桿承擔(dān)；懸挑折板結(jié)構(gòu)的傾覆彎矩則通過圓形平面的環(huán)向力來承擔(dān)，表現(xiàn)為由于各標(biāo)準(zhǔn)單元之間的相互作用而產(chǎn)生的空間效應(yīng)。

圖1 深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)的“單層折面空間網(wǎng)格”結(jié)構(gòu)體系

圖2 結(jié)構(gòu)各主桿桿件的受力特征示意

為分析在對(duì)稱豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)各單元之間相互作用，截取1／4的結(jié)構(gòu)模型，在截?cái)噙吘壣弦罁?jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱和荷載對(duì)稱的性質(zhì)，在截?cái)喙?jié)點(diǎn)處施加豎向滑動(dòng)約束，如圖3所示。計(jì)算得到的截?cái)噙吘壍膫?cè)向反力與側(cè)向彎矩分布如圖4所示，圖中側(cè)向反力為正代表截?cái)噙吘壥軌?。由圖可知，在骨架桿件交界處的截?cái)噙吘壒?jié)點(diǎn)，支座呈現(xiàn)較大的反力，而在次級(jí)桿件交匯的截?cái)噙吘壒?jié)點(diǎn)則反力相比而言較小，表明各標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)單元之間的相互作用以骨架桿件之間的相互擠壓為主，這也符合折板結(jié)構(gòu)的特性。此外，在截?cái)噙吘壧帲巢繅γ娼Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)的側(cè)向彎矩較大外，其余節(jié)點(diǎn)的側(cè)向彎矩都相對(duì)較小，表明各標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)單元之間的相互轉(zhuǎn)動(dòng)約束主要表現(xiàn)在背部墻面結(jié)構(gòu)，而在屋面結(jié)構(gòu)則相對(duì)不明顯。綜合來看，結(jié)構(gòu)各標(biāo)準(zhǔn)單元間的相互作用很強(qiáng)，表明結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的空間整體效應(yīng)。但在結(jié)構(gòu)的分段拼裝施工過程中，由于結(jié)構(gòu)整體尚未成型，結(jié)構(gòu)的環(huán)向約束剛度相對(duì)于使用階段較小，由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)施工期間整體剛度的削弱。因此，有必要對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的施工全過程分析，以準(zhǔn)確評(píng)估結(jié)構(gòu)在施工期間的安全性能，為施工過程控制方案的制定提供依據(jù)。

2 基于時(shí)變力學(xué)的施工全過程分析方法

2.1 大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的矩陣力學(xué)模型

大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在外部節(jié)點(diǎn)荷載作用下的矩陣力學(xué)模型可表示為［12］：

圖3 1／4結(jié)構(gòu)模型和截?cái)噙吘壷ё?jié)點(diǎn)編號(hào)

圖4 截?cái)噙吘壍膫?cè)向反力與側(cè)向彎矩分布

式中：T為幾何矩陣；TT為T轉(zhuǎn)置，即平衡矩陣；P為節(jié)點(diǎn)力向量；F為桿件內(nèi)力向量；D為桿件伸長(zhǎng)量向量；d為節(jié)點(diǎn)位移向量；Ke為單元?jiǎng)偠染仃嚒⑽锢矸匠淌剑?）和幾何方程式（3）代入平衡方程（1）即可得到大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的剛度法方程如式（4）。

其中：K＝TTKeT為結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣。

2.2 考慮時(shí)變效應(yīng)的施工全過程分析方法

結(jié)構(gòu)在拼裝合攏與支撐卸載的施工過程中，其幾何形態(tài)、剛度大小、支座約束與外部荷載均處于不斷變化的過程，需經(jīng)歷若干個(gè)中間過渡狀態(tài)才能達(dá)到最終施工完成的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。因此，結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力狀態(tài)隨著施工階段的進(jìn)行亦在不斷變化，體現(xiàn)出與時(shí)間（施工階段）在一定程度上的相關(guān)性，即通常所說的狀態(tài)非線性。而為了模擬施工過程中這種結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)的變化，則必須采用考慮時(shí)變效應(yīng)的施工全過程狀態(tài)非線性分析方法［13－14］。筆者以上述大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的矩陣力學(xué)模型為基礎(chǔ)，將施工全過程非線性分析方法的求解過程描述如下：

1）依據(jù)擬定的施工方案，可將施工過程劃分為n個(gè)階段（步驟），從而得到施工全過程計(jì)算的n個(gè)時(shí)間點(diǎn)構(gòu)成的時(shí)間序列，即：s0＝0＜s1＜s2＜…＜si…＜sn＝S。其中時(shí)間點(diǎn)具有明確的物理含義：s0＝0代表結(jié)構(gòu)施工的初始零狀態(tài)，si代表施工過程的第i個(gè)階段，sn＝S代表結(jié)構(gòu)施工過程的完成狀態(tài)（本文中即為結(jié)構(gòu)支撐卸載完成的狀態(tài)）。

2）在結(jié)構(gòu)的拼裝合攏與支撐卸載過程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件被不斷地安裝或臨時(shí)支撐被不斷地拆除，這可以通過不斷地修改單元和結(jié)構(gòu)的剛度矩陣來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)在si時(shí)刻結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)已知，則可確定此時(shí)刻已有結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣Ki。若在此時(shí)刻基礎(chǔ)上下一階段施工時(shí)將會(huì)安裝和拆除的構(gòu)件（支撐）單元的剛度矩陣分別為和，則si＋1時(shí)刻分析時(shí)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣為：

3）隨著施工過程的進(jìn)行，結(jié)構(gòu)所承受的外部荷載有可能也在不斷

改變，因此可對(duì)ΔPi進(jìn)行修改來模擬。同時(shí)邊界條件的變化則可通過修改Δdi及控制方程或施加約束方程來引入。由于此時(shí)si時(shí)刻結(jié)構(gòu)的受力和變形狀態(tài)已通過式（4）求解得到，即：d、Si、Di已知，由此可推出si到si＋1時(shí)刻結(jié)構(gòu)分析的剛度法方程為式（6）。

求解式（6）即可獲得Δdi，進(jìn)而通過式求得si＋1時(shí)刻施工完成時(shí)的節(jié)點(diǎn)位移、桿件內(nèi)力：

4）按照預(yù)定的施工順序依次擴(kuò)大施工階段的結(jié)構(gòu)求解區(qū)域，修正結(jié)構(gòu)的邊界條件、荷載條件和材料特性等參數(shù)，直至施工過程全部完成，即可對(duì)施工全過程受力的時(shí)變效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。在上述求解過程中，可考慮幾何、材料和邊界非線性等因素的影響，其方法同一般的非線性增量有限元法，在此不再贅述。

2.3 支撐單元的模擬

筆者基于前述的施工全過程分析方法，以有限元分析軟件ANSYS的APDL語(yǔ)言為平臺(tái)［15］，利用“生死單元”功能，編制了深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)考慮施工時(shí)變效應(yīng)的全過程分析程序。在施工過程的仿真分析中，臨時(shí)支撐單元的模擬是較為關(guān)鍵的問題。在結(jié)構(gòu)卸載過程中，由于臨時(shí)支撐主要在受壓時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)提供豎向支撐，而當(dāng)其受拉時(shí)則不對(duì)結(jié)構(gòu)提供支撐作用，因此支撐單元的模擬應(yīng)當(dāng)具備只壓不拉的特性。

ANSYS軟件中的LINK10單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有3個(gè)平動(dòng)自由度，沒有彎曲剛度。該單元?jiǎng)偠染仃嚲哂须p線性特性，是一個(gè)軸向僅受拉或僅受壓的桿單元。使用受拉選項(xiàng)時(shí)，如果單元受壓，則表示其處于松弛狀態(tài)，剛度矩陣置零，以此來模擬索或鏈條的松弛；如果單元受拉則以初始剛度參與整體結(jié)構(gòu)剛度矩陣的集成。使用受壓選項(xiàng)時(shí)，在單元中設(shè)置GAP，如果單元受拉，則表示單元中的GAP處于裂開狀態(tài)，此時(shí)GAP打開，單元?jiǎng)偠染仃囍昧?；如果單元受壓則GAP閉合，單元以初始剛度參與整體剛度矩陣的集成，即可模擬構(gòu)件的只壓不拉。但由于臨時(shí)支撐不僅在受壓時(shí)具有軸向剛度，同時(shí)具有一定的抗彎剛度，而LINK單元為不具備任何抗彎剛度的鉸接桿單元，因此如單純采用LINK10單元模擬臨時(shí)支撐，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在施工過程中的不穩(wěn)定狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)施工位移的計(jì)算較實(shí)際情況存在較大差異。為此，可在LINK10單元的基礎(chǔ)上，并聯(lián)1個(gè)BEAM4梁?jiǎn)卧?，由梁?jiǎn)卧峁┫鄳?yīng)的抗彎剛度，從而形成組合支撐單元。

BEAM4單元是一種可用于承受拉、壓、彎和扭的經(jīng)典梁?jiǎn)卧?。單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有3個(gè)平動(dòng)和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共6個(gè)自由度，位移函數(shù)采用三次插值函數(shù)。截面特性以面積、慣性矩和輪廓尺寸等實(shí)常數(shù)的形式輸入，使得組合支撐單元參數(shù)的輸入非常簡(jiǎn)便。通過對(duì)組合支撐單元的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置于調(diào)節(jié)，能夠精確模擬臨時(shí)支撐的真實(shí)特征。例如：組合支撐單元的軸向剛度全部由LINK10單元提供，因此可對(duì)LINK10單元的剛度矩陣乘以剛化系數(shù)α，可模擬支撐軸向剛度無窮大；由于BEAM4單元僅提供抗彎剛度，因此給其剛度矩陣中的軸向剛度乘以軟化系數(shù)β。由此可得組合支撐單元的剛度矩陣如式（8）所示。一般α取103，β取10－3可滿足工程精度要求。

3 深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)的施工全過程分析

3.1 施工方案的制定

結(jié)構(gòu)的施工方案包括拼裝合攏方案與支撐卸載方案。圖5給出了結(jié)構(gòu)的拼裝合攏方案示意，由于結(jié)構(gòu)由20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元組成，因此以每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元為1個(gè)施工階段，結(jié)構(gòu)的拼裝合攏過程共由20個(gè)施工階段組成。

圖6為結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐編號(hào)示意，結(jié)構(gòu)共有120個(gè)臨時(shí)支撐，按照其徑向位置共分為6圈，ZJ1（編號(hào)1～20）、ZJ2（編號(hào)21～40）、ZJ3（編號(hào)41～60）、ZJ4（編號(hào)61～80）、ZJ5（編號(hào)81～100）、ZJ6（編號(hào)101～120）。支撐卸載方案采用拆除支撐與分級(jí)卸載相結(jié)合的方式，具體實(shí)施過程為：

圖5 結(jié)構(gòu)的拼裝合攏方案示意

圖6 結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支撐編號(hào)示意

直接拆除ZJ1→直接拆除ZJ2→直接拆除ZJ3→直接拆除ZJ5→直接拆除ZJ6→分4級(jí)卸載ZJ4。

在拆除或卸載各圈支架時(shí)，遵循十字交叉的原則，每一步拆除或卸載4根；分級(jí)卸載時(shí)7以位移為控制標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)的位移控制量分別為目標(biāo)位移的20%、20%、25%和35%。這樣結(jié)構(gòu)的支撐卸載過程共由45個(gè)施工階段組成。

3.2 施工過程中的最大位移與應(yīng)力

施工全過程的最大位移與應(yīng)力分析結(jié)果如圖7所示。由圖7可知，結(jié)構(gòu)在施工順序中的45步之前，最大位移變化很小，基本在50mm左右。從第45步開始一直到最后，結(jié)構(gòu)位移開始均勻增加，直到最終達(dá)到結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)位移狀態(tài)，這主要是拆除ZJ5、ZJ6和卸載ZJ4對(duì)結(jié)構(gòu)的位移影響較大。最大拉應(yīng)力與壓應(yīng)力在結(jié)構(gòu)拼裝階段存在一定的臺(tái)階現(xiàn)象，這主要是由于結(jié)構(gòu)單元的不斷增加，使得結(jié)構(gòu)桿件中的應(yīng)力分布不斷變化。而在支撐卸載階段，結(jié)構(gòu)最大拉應(yīng)力的變化幅度較小，結(jié)構(gòu)的最大壓應(yīng)力則出現(xiàn)較大波動(dòng)，最終達(dá)到95MPa。依據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果，可確定應(yīng)力突變較為劇烈的工況為施工過程的關(guān)鍵工況，包括：結(jié)構(gòu)拼裝階段的第4、9、12、14步和拆除支架階段的第42、47、55、57、59、62步，在實(shí)際施工過程控制時(shí)應(yīng)對(duì)這些關(guān)鍵工況進(jìn)行重點(diǎn)控制，以確保結(jié)構(gòu)在施工期間的安全性能。

3.3 支撐卸載過程中的支撐軸力變化

在臨時(shí)支撐的卸載過程中，某一部分的支撐拆除或分級(jí)卸載必然引起主體結(jié)構(gòu)和其他支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，尤其可能導(dǎo)致其他支撐的受力顯著增大。因此，為了對(duì)臨時(shí)支撐進(jìn)行合理設(shè)計(jì)以確保結(jié)構(gòu)在施工期間的安全性能，必須掌握支撐受力在施工過程中的變化規(guī)律，確定出各臨時(shí)支撐的最不利內(nèi)力分布，從而為支撐設(shè)計(jì)提供依據(jù)。圖8給出了支撐卸載過程中的支撐軸力變化結(jié)果。由圖中數(shù)據(jù)可知，ZJ3、ZJ4、ZJ5的支撐內(nèi)力較大，而ZJ1、ZJ2和ZJ6則相對(duì)較小。在支撐卸載過程中，各支撐的內(nèi)力均有較大波動(dòng)，尤其ZJ3、ZJ4、ZJ5的內(nèi)力最大值與其初始值的比值較大，最大接近于2倍。圖9給出了施工過程中支撐反力的最大值分布，可作為支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

圖7 施工全過程仿真分析的最大位移與應(yīng)力

圖8 臨時(shí)支撐卸載過程中的支撐軸力變化

圖9 施工過程中支撐反力的最大值

3.4 結(jié)構(gòu)施工最終狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)的對(duì)比

圖10 施工全過程仿真計(jì)算最終狀態(tài)（卸載完成）

圖11 自重作用下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)（卸載完成）

結(jié)構(gòu)施工最終狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)的正應(yīng)力和位移分布對(duì)比結(jié)果如圖10和圖11所示。由圖中數(shù)據(jù)可知，施工全過程仿真計(jì)算最終狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)最大撓度為272mm，最大壓應(yīng)力為77.7MPa，最大拉應(yīng)力為72.3MPa。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)自重作用下的最大撓度為279mm，最大壓應(yīng)力為93.6MPa，最大拉應(yīng)力為83.2MPa?？梢?，撓度數(shù)值相差很小，而應(yīng)力最大則相差15.9MPa。從圖中可以看出，施工全過程仿真計(jì)算最終狀態(tài)的結(jié)構(gòu)位移并不完全對(duì)稱，東面的B區(qū)和C區(qū)的位移比西面的A區(qū)和D區(qū)大。實(shí)際上，應(yīng)力差異與位移不對(duì)稱的原因都是由于施工過程的狀態(tài)非線性影響所引起。由于西面結(jié)構(gòu)先施工，東面結(jié)構(gòu)后施工。因此，在施工過程中，東面結(jié)構(gòu)和西面結(jié)構(gòu)參與受力的順序并不相同，這使得在卸載完成后，結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力與實(shí)際狀態(tài)存在差異，位移分布也出現(xiàn)了不對(duì)稱的現(xiàn)象。但應(yīng)力相差的數(shù)值較小，而位移分布的不對(duì)稱性也不大。因此，施工全過程仿真計(jì)算得到的結(jié)果與設(shè)計(jì)狀態(tài)基本吻合，這也為施工方案的順利實(shí)施提供了理論保證，而獲得的施工全過程計(jì)算數(shù)據(jù)則可為施工過程控制提供指導(dǎo)依據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）大跨復(fù)雜空間鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的施工全過程一般均包括拼裝合攏和支撐卸載兩大階段。其中，結(jié)構(gòu)的拼裝合攏階段一般要依據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何和受力特征劃分為若干個(gè)步驟，而支撐卸載也要依據(jù)施工條件與結(jié)構(gòu)受力等方面的考慮分若干個(gè)步驟進(jìn)行。因此，整個(gè)施工過程是由多個(gè)相互聯(lián)系的施工步驟所組成，必須采取適合的分析方法對(duì)其進(jìn)行精確的全過程跟蹤分析，以確保結(jié)構(gòu)在施工期間的安全性能及在施工完成時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期狀態(tài)。

2）結(jié)構(gòu)在拼裝合攏與支撐卸載的施工過程中，其幾何形態(tài)、剛度大小、支座約束與外部荷載均處于不斷變化的過程，因此結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力狀態(tài)亦隨之不斷變化，體現(xiàn)出與時(shí)間（施工階段）在一定程度上的相關(guān)性。為了模擬施工過程中結(jié)構(gòu)的這種力學(xué)時(shí)變特征，應(yīng)采用考慮時(shí)變效應(yīng)的施工全過程狀態(tài)非線性分析方法，針對(duì)結(jié)構(gòu)的施工全過程進(jìn)行仿真分析，為科學(xué)確定結(jié)構(gòu)的合攏施工方案提供理論依據(jù)。

3）基于大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的矩陣力學(xué)模型，采用考慮時(shí)變效應(yīng)的施工全過程分析方法，并利用模擬支撐特性的組合千斤頂單元，對(duì)深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的施工合攏拼裝與支撐卸載全過程進(jìn)行仿真分析，得到了結(jié)構(gòu)在施工期間的全過程應(yīng)力、位移、支撐內(nèi)力等變化規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)的最終狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)的對(duì)比結(jié)果，從而為臨時(shí)支撐的設(shè)計(jì)與施工過程的控制提供指導(dǎo)和依據(jù)。

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