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标题: 大跨钢结构监测 | 中国牙谷学术交流展览馆钢结构监测工... [打印本页]

作者: 土木监测 时间: 2023-8-10 07:22
标题: 大跨钢结构监测 | 中国牙谷学术交流展览馆钢结构监测工...

背景

中国牙谷学术交流展览馆位于四川省资阳市高新区外环路西三段，是中国牙谷“一园一校一馆一镇”建设的重要内容。项目于2020年9月开工建设，占地约148亩，总建筑面积约6.27万平方米，由一个学术交流会议中心、两个多功能展览馆及一个大跨度钢结构雨棚共同组成，建成后将成为中国牙谷标志性建筑和牙谷峰会常设会址。项目由中交第四公路工程局有限公司承建，结构施工监测由清华大学土木工程系与结构工程检测中心承担。

钢结构监测科研工作的研究对象为1号展厅结构与大跨雨棚结构。其中，雨棚屋盖钢管桁架结构建筑高度21.983m，单层双坡造型，由4榀格构式主桁架及9榀平面桁架组成，桁架自身高度1.8m、跨度87.313m。

大跨雨棚结构监测主要考虑应变、挠度与温度等指标（应变监测如下表）。为更准确预测结构施工阶段变形，分析模型中充分考虑了日照辐射与环境温度导致的时变不均匀温度场作用。具体包括：
(1) 逐日逐时太阳辐射方位角与辐射强度变化；
(2) 气象条件变化导致日照辐射强度的折减；
(3) 杆件之间的遮挡。

设备名称	型号	功能
弧焊型振弦式应变、温度计	BGK-4000	应变、温度测量
自动化数据采集仪（终端）	BGK-Micro-16	信号采集
辅助器材	服务器等	无线传输

进而，以ANSYS的热分析模块为基础，利用MATLAB与APDL语言实现大跨斜腿钢管桁架结构的瞬态温度场分析（如下图）。监测数据印证了温度场预测算法的可靠性。

结论

因受日照辐射直接作用，空间钢结构在施工阶段的温度效应是不能忽略的；同时，达到当日最高温度时，部分高温杆件到与受遮挡杆件的温差可达21%，杆件的遮挡作用对结构温度场影响不可忽略。此外，从模拟结果与实测结果来看，温度效应对施工阶段的结构变形产生了较大的影响，成为大跨空间钢结构施工控制的关键因素。

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