大型鋼結(jié)構(gòu)工程施工力學(xué)模擬與動(dòng)力性能分析-以營口鲅魚圈奧體中心體育場為例的中期報(bào)告

大型鋼結(jié)構(gòu)工程施工力學(xué)模擬與動(dòng)力性能分析——以營口鲅魚圈奧體中心體育場為例的中期報(bào)告摘要：本文以營口鲅魚圈奧體中心體育場為例，采用計(jì)算機(jī)仿真方法對其施工力學(xué)模擬與動(dòng)力性能進(jìn)行分析研究。首先建立了體育場的三維模型，并采用有限元方法進(jìn)行施工力學(xué)模擬。通過對模擬結(jié)果的分析，研究了體育場在施工過程中的受力情況并優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，本文還對體育場的動(dòng)力性能進(jìn)行了仿真模擬，通過對模擬結(jié)果的分析，得出了體育場的自然頻率和阻尼比等關(guān)鍵參數(shù)，并對其地震響應(yīng)進(jìn)行了評估。關(guān)鍵詞：大型鋼結(jié)構(gòu)工程，施工力學(xué)模擬，動(dòng)力性能，有限元方法，自然頻率，阻尼比，地震響應(yīng)1.引言大型鋼結(jié)構(gòu)工程的施工力學(xué)模擬和動(dòng)力性能分析是保證其安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和舒適的重要手段。針對體育場等大型結(jié)構(gòu)，其施工過程中的臨時(shí)支撐和施工荷載對其結(jié)構(gòu)安全性具有較大影響，因此需要進(jìn)行力學(xué)模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于體育場在使用過程中需要承受巨大的荷載和地震力，其動(dòng)力性能評估也成為一個(gè)重要問題。因此，采用計(jì)算機(jī)仿真分析方法對其進(jìn)行研究和評估，具有很大的實(shí)際意義。2.研究對象營口鲅魚圈奧體中心體育場是一座現(xiàn)代化的綜合體育場館，占地面積約45萬平方米，總建筑面積達(dá)到15萬平方米。體育場主體采用大跨跨徑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)總量達(dá)到2萬余噸。圖1為體育場外觀示意圖。本文以此為研究對象，對其施工力學(xué)模擬和動(dòng)力性能進(jìn)行分析。圖1營口鲅魚圈奧體中心體育場外觀示意圖3.施工力學(xué)模擬3.1建立模型根據(jù)體育場結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們采用了三維實(shí)體建模的方法，利用SolidWorks軟件建立了體育場的三維模型。模型如圖2所示。圖2營口鲅魚圈奧體中心體育場三維模型3.2有限元分析利用ANSYS軟件將體育場三維模型進(jìn)行離散化，建立了有限元模型。在模型中考慮了地震荷載、自重、風(fēng)荷載等力載荷。通過對模型的計(jì)算，得出了體育場在施工過程中的應(yīng)力、變形等力學(xué)指標(biāo)。3.3結(jié)果分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在體育場大跨跨度處出現(xiàn)了較大的變形和應(yīng)力集中。我們針對這一問題，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。通過采用雙側(cè)加固等技術(shù)手段，成功解決了這一問題，并得到了更加經(jīng)濟(jì)、美觀、穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方案。4.動(dòng)力性能分析4.1模型建立在有限元模型的基礎(chǔ)上，我們利用ANSYS軟件對體育場的動(dòng)力性能進(jìn)行了仿真分析。通過對模型建立邊界條件，并加入地震荷載和風(fēng)荷載等載荷，可以得到體育場的動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況。4.2結(jié)果分析通過對模擬結(jié)果的分析，我們得出了體育場的自然頻率和阻尼比等關(guān)鍵參數(shù)，并對其地震響應(yīng)進(jìn)行了評估。模擬結(jié)果表明，體育場具有較好的抗震性能，并且其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能能夠滿足使用和安全要求。5.結(jié)論本文以營口鲅魚圈奧體中心體育場為例，采用計(jì)算機(jī)仿真方法對其施工力學(xué)模擬與動(dòng)力性能進(jìn)行了分析研究。通過有限元方法對體育場進(jìn)行了施工力學(xué)模擬，得出了施工過程中的關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí)，對體育場的動(dòng)力性