带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法技术

本发明专利技术具体是一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法，其特征是：包括通过有限元分析软件建立结构施工过程整体分析模型，按照钢结构施工步骤定义软件分析阶段并施加相应的施工荷载；查询施工当地一年平均气温值，作为软件分析的温度参数；对钢柱安装阶段进行分析；现场施工时，钢柱的柱底节点按照原设计坐标安装，柱顶节点安装时施加一个预变形值；依据模拟分析步骤组织钢结构安装，使得结构发生位移后，钢柱的柱顶节点在平均气温条件时，无限接近设计坐标位置。

Simulation installation and on-site construction method of steel plate with centripetal joint bearing

The invention is a kind of sphericalplain bearing steel column simulation installation and construction method, which is characterized in that the finite element analysis software to establish the analysis model of the whole construction process, in accordance with the steel structure construction steps of defining software analysis stage and applying the corresponding construction load; the construction of a local query average temperature value. As the temperature parameter analysis software of steel column installation; phase analysis; construction site, column bottom joint of steel column according to the original design and coordinate installation, installation of top joint applying a pre deformation value; on the basis of simulation analysis of steel structure installation steps, the structure displacement, steel column column node in average the temperature conditions, close to the design position.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢结构施工领域，具体是一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法。
技术介绍
对于大跨度空间结构，为了释放温度变形和应力，一般会在悬挑端设置一定数量的摇摆柱，即两端铰接钢柱。常规情况下，两端采用铰接连接的钢柱在安装时会要求按照钢柱设计空间位置进行定位，很少考虑钢柱安装完成后由于荷载的变化和温度作用影响导致结构发生位移，出现钢柱上下端部节点偏离设计坐标位置的情况。当钢柱端部采用了向心关节轴承后，由于关节轴承允许规定数值的平面外转动量，若仍按照现有技术进行安装，问题就更加突出：1、临时支撑体系卸载后，屋盖结构会产生水平位移，带动钢柱发生偏转，导致关节轴承在使用初始状态时就已经存在一定的偏转角度，无法完全达到原设计允许的双向转动量要求。若卸载后水平位移过大，甚至可能出现关节轴承卡住，无法自由转动的情况，改变了原结构的设计工作状态。2、向心关节轴承无法同时满足建筑使用阶段升温和降温时结构变形的释放量。3、正常使用阶段，向心关节轴承处的初始位置偏离中心线，影响结构在使用阶段的建筑效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种带向心关节轴承钢柱的安装方法，其能克服现有安装方法所存在的不足。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法，包括步骤1、通过有限元分析软件建立结构施工过程整体分析模型，按照钢结构施工步骤定义软件分析阶段并施加相应的施工荷载；步骤2、查询施工当地一年平均气温值，作为软件分析的温度参数；步骤3、对钢柱安装阶段进行分析，钢柱底部按铰接支座作为约束，钢柱顶部施加两个水平方向约束，暂定柱顶节点坐标按设计坐标安装，经施工全过程分析，直至施加完使用阶段荷载，得出柱顶节点的Y向偏移值，此时默认垂直向心关节轴承连接耳板平面；步骤4、现场施工时，钢柱的柱底节点按照原设计坐标安装，柱顶节点安装时施加一个预变形值，预变形值即为按照理论分析得出的柱顶节点的Y向偏移值；步骤5、依据模拟分析步骤组织钢结构安装，使得结构发生位移后，钢柱的柱顶节点在平均气温条件时，无限接近设计坐标位置。本施工方法的主要原理是通过对施工过程整体模拟分析，得出结构安装完成且临时支撑卸载后钢柱顶端产生的变位，以及屋面荷载作用下钢柱顶端发生的变位，以此为依据，确定屋面结构和钢柱安装时的预调值，确保钢柱在正常使用和平均气温条件下，柱顶节点和向心关节轴承处于设计位置。附图说明图1为本施工方法的步骤示意图。具体实施方式以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。如图1所示，一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法，包括步骤1、通过有限元分析软件建立结构施工过程整体分析模型，按照钢结构施工步骤定义软件分析阶段并施加相应的施工荷载；步骤2、查询施工当地一年平均气温值，作为软件分析的温度参数；步骤3、对钢柱安装阶段进行分析，钢柱底部按铰接支座作为约束，钢柱顶部施加两个水平方向约束，暂定柱顶节点坐标按设计坐标安装，经施工全过程分析，直至施加完使用阶段荷载，得出柱顶节点的Y向偏移值，此时默认垂直向心关节轴承连接耳板平面；步骤4、现场施工时，钢柱的柱底节点按照原设计坐标安装，柱顶节点安装时施加一个预变形值，预变形值即为按照理论分析得出的柱顶节点的Y向偏移值；步骤5、依据模拟分析步骤组织钢结构安装，使得结构发生位移后，钢柱的柱顶节点在平均气温条件时，无限接近设计坐标位置。本施工方法与现有施工方法相比，优点在于：1、施工成形后结构的变形和受力状态与原设计状态更接近，有利于释放温度变化产生的附加应力；2、可以保持大部分时间内，关节轴承耳板是处于中心位置，建筑造型效果更好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法，其特征是：包括步骤1、通过有限元分析软件建立结构施工过程整体分析模型，按照钢结构施工步骤定义软件分析阶段并施加相应的施工荷载；步骤2、查询施工当地一年平均气温值，作为软件分析的温度参数；步骤3、对钢柱安装阶段进行分析，钢柱底部按铰接支座作为约束，钢柱顶部施加两个水平方向约束，暂定柱顶节点坐标按设计坐标安装，经施工全过程分析，直至施加完使用阶段荷载，得出柱顶节点的Y向偏移值，此时默认垂直向心关节轴承连接耳板平面；步骤4、现场施工时，钢柱的柱底节点按照原设计坐标安装，柱顶节点安装时施加一个预变形值，预变形值即为按照理论分析得出的柱顶节点的Y向偏移值；步骤5、依据模拟分析步骤组织钢结构安装，使得结构发生位移后，钢柱的柱顶节点在平均气温条件时，无限接近设计坐标位置。

【技术特征摘要】
1.一种带向心关节轴承钢柱的模拟安装及现场施工方法，其特征是：包括步骤1、通过有限元分析软件建立结构施工过程整体分析模型，按照钢结构施工步骤定义软件分析阶段并施加相应的施工荷载；步骤2、查询施工当地一年平均气温值，作为软件分析的温度参数；步骤3、对钢柱安装阶段进行分析，钢柱底部按铰接支座作为约束，钢柱顶部施加两个水平方向约束，暂定柱顶节点坐标按设计坐标安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：金平，陈桥生，
申请(专利权)人：上海宝冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31