朱明亮　郭正兴

摘 要：针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点，采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论，引入张拉索单元，通过控制张拉索单元的原长，实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟；引入千斤顶单元，实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上，利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序，并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析，与传统分析方法进行比较，验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明，采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程.

关键词：大跨度钢结构；施工过程；向量式有限元；张拉索单元；千斤顶单元

中图分类号：TU311.4；TU393.3 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）03-0048-07

早期的施工力学问题主要存在于桥梁[1-3]和高层建筑[4]中，随着大跨空间结构、复杂结构的蓬勃发展，结构施工的周期和复杂性都大大增加，而且施工过程与结构最终成型状态关系更加密切，施工力学问题在大跨度钢结构中受到了充分的重视，但国外在大跨度钢结构施工力学问题方面公开发表的文献较少[5-6].国内对施工力学的研究则主要基于时变力学理论[7]，将施工过程离散为若干施工阶段进行分析，常采用生死单元法和分步建模法[8]，将连续的施工……