11-第十一章-结构变形控制与检测

第十一章 结构变形控制与检测方案11.1 歌剧院外壳钢结构安装过程变形分析11.1.1 建立计算模型根据设计方提供的图纸和数据，分别建立不同阶段的计算模型；利用 ANSYS 有限元软件计算其内力，并根据杆件内力验算构件的强度、刚度和稳定性。根据结构的实际尺寸，建立歌剧院的空间三维模型作为计算模型；钢材料为 Q345GJB，弹性模量 E=2.06×105MPa，屈服强度fy=295MPa，泊松比为 0.3；材料本构关系采纳理想弹塑性模型，屈服准则采纳 Von Mises 屈服准则，计算时屈服强度取值为 345MPa。11.1.2 荷载情况施工过程主要考虑结构杆件重力荷载和施工活荷载。因为采纳满堂红脚手架，施工机械设备和人员等大都直接作用在脚手架构造的平台上，构件荷载以自重为主。根据经验，一般通过将杆件自重加大 30%综合考虑部分施工过程的活荷载作用，是偏于安全的。11.1.3 计算分析利用 ANSYS 有限元分析软件计算节点的极限承载力。采纳三维实体单元 BEAM188 单元进行计算。1、安装阶段一 结构的模型图（安装阶段一） 结构的 x 方向位移图（安装阶段一） 结构的 y 方向位移图（安装阶段一） 结构的 z 方向位移图（安装阶段一） 结构的单元应力图（安装阶段一）从计算结果可以看出，结构在 x 方向的最大变形为 3mm，y 方向的最大变形为 7.6mm，z 方向的最大变形为 28.14mm，最大应力为 102MPa。2、安装阶段二 结构的模型图（安装阶段二） 结构的 x 方向位移图（安装阶段二） 结构的 y 方向位移图（安装阶段二） 结构的 z 方向位移图（安装阶段二） 结构的单元应力图（安装阶段二）从计算结果可以看出，结构在 x 方向的最大变形为 1.2mm，y 方向的最大变形为 0.5mm，z方向的最大变形为 1.1mm，最大应力为 13.5MPa。3、安装阶段三 结构的模型图（安装阶段三） 结构的 x 方向位移图（安装阶段三） 结构的 y 方向位移图（安装阶段三） 结构的 z 方向位移图（安装阶段三） 结构的单元应力图（安装阶段三）从计算结果可以看出，结构在 x 方向的最大变形为 2.0mm，y 方向的最大变形为 2.1mm，z方向的最大变形为 27.8mm，最大应力为 57.25MPa。4、安装阶段四 结构的模型图（安装阶段四） 结构的 x 方向位移图（安装阶段四） 结构的 y 方向位移图（安装阶段四） 结构的 z 方向位移图（安装阶段四）结构的单元应力图（安装阶段四）从计算结果可以看出，结构在 x 方向的最大变形为 8.6mm，y...