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。
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。