基于多尺度有限元的网架结构施工过程分析.pdfVIP

第40卷第4期结构程师Vol.40,No.4

2024年8月StructuralEngineersAug.2024

基于多尺度有限元的网架结构施工过程分析

张龙海1王世玉²李伟1董业廷1孙宇1引徐俊豪

张营营3，*

（1.中建八局第一建设有限公司，济南250100；2.中国铁路济南局集团有限公司，济南250000；

3.中国矿业大学力学与土木工程学院建筑工程系，徐州221116)

网架结构的施工过程模拟多采用杆系模型，不能反映网架节点以及顶升处的复杂应力情况，容

摘要

易导致网架结构施工过程出现安全隐患，为此提出了基于多尺度有限元的网架结构施工过程分析方法。

首先对比了位移协调、做功协调以及二者组合的多尺度有限元界面连接模型。随后以济宁北站网架结

构施工过程为例，通过多尺度有限元分析了三种典型施工方案下的结构力学响应。结果表明：采用基于

位移协调的多尺度界面连接方法用于网架结构施工过程分析可兼顾实施效率和计算精度，精细单元长

度取0.9~1.1倍圆管截面外径时能够避免圆管截面出现应力集中，符合平截面假定。采用“现场地面分

块拼装、整体顶升、高空散装的施工方案，结构最大应力为292.3MPa，最大位移为59.6mm，最为安全。

关键词网架结构，多尺度有限元，界面链接模型，力学响应，施工方案

ResearchonConstructionSchemeDesignandMonitoringofGrid

StructureBasedonMulti-ScaleFiniteElementMethod

ZHANGLonghailWANGShiyu?LIWeilDONGYeting

SUNYuZHANGYingying.*XUJunhao3

(1.TheFirstCompaniesofChinaConstructionEighthEngineeringDivision,Jinan250100,China;

2.ChinaRailwayJinanGroupCo.,Ltd.,Jinan250000,China;3.DepartmentofStructuralEngineering,School

ofMechanicsandCivilEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China)

AbstractTheconstructionsimulationresearchofgridstructuremostlyadoptstherodsystemmodel,which

cannotaccuratelyreflectthecomplexstressanddamageatthegridstructurenodesandjackingnodes,which

iseasytoleadtopotentialsafetyhazardsintheconstructionofgridstructure.Basedonthis,thispaper

comparesthreemulti-scalefiniteelementinterfaceconnectionmodels.Thelengthvalueofthefineelementof

thegridtubestructureisdiscussed.Basedonthemulti-scalefiniteelementsimulationof