兴安盟体育馆设计过程讲述.docx

兴安盟体育馆：计算机技术在相贯连接大跨度空间曲面管桁架结构施工中的应用和实践 作者：李建辉 杨德洪???? 时间：2013-01-29 09:31:58  HYPERLINK /show/member/collect.php?contentid=action=add [收藏] 空间钢管桁架结构体系由于其优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性，成为近年来逐渐流行起来的钢结构设计形式，但同时也是给工程的具体施工带来了很大的难度和挑战，尤其是相贯连接的大跨度空 ????关键词： 【摘 要】? 空间钢管桁架结构体系由于其优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性，成为近年来逐渐流行起来的钢结构设计形式，但同时也是给工程的具体施工带来了很大的难度和挑战，尤其是相贯连接的大跨度空间管桁架等结构形式，就更为复杂和困难，对施工技术的要求也就更高。为适应这种设计的趋势和要求，计算机技术开始逐步的应用到施工之中，并得到了不断的发展和更为广泛的运用，为钢结构的施工提供了很大的支持和帮助，起到越来越重要作用。兴安盟体育工程的钢结构屋面就是典型的大跨度相贯线连接空间曲面管桁架结构，本文以兴安盟体育馆为例，从杆件下料、桁架拼装、桁架安装和卸载等几方面，总结和介绍了如CAD设计、CAM制造技术和 HYPERLINK /list.php?catid=67 \t _blank 钢结构安装施工仿真技术等计算机技术在这种复杂结构体系的施工过程中的应用。????? 【关键词】 大跨度；相贯连接；空间曲面管桁架；计算机技术????? 空间钢管桁架结构体系是大跨度空间结构中的一个重要成员。因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性，既可以很好地满足曲面造型等建筑要求，又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标，符合了钢结构的必威体育精装版设计观念和大跨空间结构的发展需要，因此得到了广泛的工程实践应用，具有强劲的发展势头。而管管相贯连接的空间管桁架结构，其连接节点造型平顺流畅，简洁美观，营造了美学与力学完美结合的设计理念，更是这其中的生力军。但相贯连接大跨度空间管桁架结构也更为复杂，尤其是曲面造型，施工难度相对较大，在其制作和安装过程中都较为困难。但与此同时，应运而生的计算机技术和相关软辅助件也不断的发展和应用，对钢结构的施工技术带来了很大的推动，起到了重要的作用。内蒙古兴安盟体育馆工程作为典型的大跨度相贯线连接的空间曲面管桁架结构，在施工中大量的运用计算机技术，为施工提供支持和帮助，化解了困难，取得了良好的效果。这其中主要包括CAD设计、CAM制造技术、力学性能计算和 HYPERLINK /list.php?catid=67 \t _blank 钢结构安装施工仿真技术等。???????1.简介????? 兴安盟体育馆屋面钢结构为半球面造型，高25.5m，最大跨度130m。由28榀主桁架、7圈环向次桁架和联系杆件构成。主桁架为倒等边三角形管式组合断面，上下弦杆为变曲率的弧形，每榀主桁架在室外地面基础上和筒状三层混凝土结构顶部的万向铰支座上各有一个支撑，最顶部交汇于中心的横梁桁架上，单榀最大长度为54.5m。次桁架为不规则倒三角形管式组合断面，上下弦杆为折线，单榀最大长度为12.1m。杆件连接主要为相贯线连接，中心区域复杂节点使用球节点连接。详见图1。根据兴安盟体育馆的结构形式、现场作业环境和吊装设备的性能等条件，在拼装和安装时采用了“以组合为主，散装为辅”的分条安装施工方法。主桁架每榀整体预拼装，然后分两段吊装，在高空对接；次桁架每榀均进行整体预拼装和吊装，联系杆等其余部分为高空散装。? 图1? 兴安盟体育馆钢结构屋面建模图形? 2.计算机技术在杆件下料中的应用????? 大跨度空间管桁架工程的钢管杆件繁多，规格类型不一，而且是两管、三管直至多管相贯、多模式相贯的情况较多，人工放样和下料几乎不可能，目前都是用先进数控设备来完成， 因此就需要CAD设计与CAM制造技术进行配合，包括整体三维实体建模，杆件和板材的优化下料，钢管相贯节点和各类异型节点的设计、分析、制造等，从而为钢结构的施工提供了有力的技术支持和可靠的保证。??????2.1工程三维建模????? 要对大跨度空间管桁架工程的杆进行件下料和加工，首先需要采用Auto CAD软件和Xsteel软件根据原设计建立整个结构的三维仿真模型，并根据施工方法的选择对桁架进行合理分割以及节点设计，将整个主体结构分解成各个单独的杆件和单元件，并分别进行绘制，从而进行下料程序的编制。????? 同时，利用以上软件建立的三维模型还可以自动生成的各种报表和接口文件，可以服务于整个工程，成为整个工程施工的蓝本，他可以转化到其他运算软件中，从而进行施工过程中其他的技术指标的计算和判断，如安装的