[发明专利]一种大跨钢结构支撑卸载监测方法

说明书

本发明公开了一种大跨钢结构支撑卸载监测方法。包括如下步骤：针对多个支撑点的大跨度钢结构采用有限元分析软件进行卸载方案施工模拟，根据施工模拟结果，选择大跨钢结构应力比及变形较小者为最终卸载方案；根据施工模拟结果采用的最终卸载方案，在大跨钢结构支撑体系以及结构中关键构件布置传感器；卸载监测实施：对大跨钢结构支撑卸载进行监测，对监测结果建立应力与变形时程曲线，并与最终卸载方案施工模拟理论计算值进行对比分析；建立预警机制并进行卸载施工预警。该方法能够准确、稳定、实时在线反应结构在卸载阶段的性能参数变化，能够及时预警异常及危及结构安全的情况，为工程安全的自动化测量及数据处理提供了极大方便和有力支持。

技术领域

本发明涉及一种监测方法，特别是一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，属于建筑监测技术领域。

背景技术

近几年，我国各地正在兴建大量的跨空间结构，这些大跨往能容纳几万甚至几十万人，如体育馆、航站楼火车站等。

这种结构具有跨度大、外形美观轻盈等特点，但形式复杂多为柔性结构，施工工艺及过程复杂，施工过程中的应力与变形往往与设计的最终状态存在较大差异，导致施工过程中存在安全隐患，一旦发生事故，发生事故，将会造成巨大的人员伤亡、财产损失及恶劣的社会影响。

施工过程中，在结构的关键部位布置传感器实施监测，可以对结构在施工过程中出现超规范的变形、应等情况发出预警，及时发现安全隐患，对保障结构及顺利施工具有重要意义，同时采集的参数也可以校核设计，检验新工艺、新材料、新方法，为后续的设计及新方法提供有力支撑，进一步推动大跨空间结构技术的发展与变革。

国内外已经对一些大跨空间结构进行了健康监测，如奥运羽毛球馆预应力施工过程的径向拉杆和撑杆采用振弦应变计进行监测；国家体育馆采用锚索测力计和振弦应变计对的缆索索力和弦杆应力进行了监测；济南奥体中心体育馆采用光纤光栅传感器对网壳杆件的应力进行了监测，国外，Victor等人对弦支索穹顶受力性能进行了研究，Cruze等人对分部施工的结构非线性进行了全面分析。然而，国内外关于施工卸载监测的研究相对较少。

发明内容

为解决现有技术的上述不足，本发明提出了一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，采用了采用理论分析、数值模拟、现场实测与对比分析等方法，有效解决了大跨钢结构支撑卸载问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，包括如下步骤：

步骤1：针对多个支撑点的大跨度钢结构采用有限元分析软件进行卸载方案施工模拟，根据施工模拟结果，选择大跨钢结构应力比及变形较小者为最终卸载方案；

步骤2：根据施工模拟结果采用的最终卸载方案，在大跨钢结构支撑体系以及结构中关键构件布置传感器；

步骤3：卸载监测实施：对大跨钢结构支撑卸载进行监测，对监测结果建立应力与变形时程曲线，并与最终卸载方案施工模拟理论计算值进行对比分析；

步骤4：建立预警机制并进行卸载施工预警，其中，预警机制设置应依据步骤1中的施工模拟分析结果确定，并对步骤3中的卸载监测实施过程进行预警，即对步骤3中的对比分析结果所得到的应力和变形进行实时预警，预警采用分级和/或分区域预警机制。

进一步地，所述步骤1中，施工模拟中需考虑如下因素：

1)考虑同步分级卸载，和不同步卸载：

同步分级卸载指多个支撑点同时进行分级卸载；不同步卸载指多个支撑点，逐个卸载，卸载可一次性或分级进行；施工模拟时不同步卸载按一次性卸载考虑，实际不同步卸载过程中采用分级卸载；

2)考虑温度作用对钢结构应力的影响；