CN117634005B - 力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，包括：根据钢结构设计方案，确定初版施工方案；根据安装过程施工方案，并基于力边界条件，进行安装过程施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装到位施工方案，继续进行安装到位施工模拟，或修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；输出终版施工方案。本发明提出的力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，能够解决安装时自由边界钢结构的内力及变形精确计算问题。

Description

力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法

技术领域

本发明涉及结构设计施工技术领域，尤其针对建筑钢结构，具体涉及一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法。

背景技术

当前设计和施工规范中建议的设计方法中，没有介绍如何考虑建筑钢结构在顶升或者吊装时处于自重作用下自由边界状态结构的内力分析方法。通常假设结构在吊点处处于铰接，来近似计算结构在吊装过程中的内力，进而判断构件是否失稳，变形是否满足要求。因为约束点会产生很大反力，进而严重地影响甚至改变结构的实际受力状态。如果此时吊点约束自由度放松过多，则会导致计算不收敛。由于结构实际上处于无边界状态悬浮在空中的，结构中只有支撑点或者吊点的力和结构自重进行平衡，所以以前使用的近似约束条件是存在问题的，会造成吊点附近杆件的内力不准确，使得安全性存在问题。

由于对该问题的认识不足，且现有方法可以“近似”解决问题，因此大多数人忽视了自由边界带来的安全问题。

发明内容

针对现有技术中对上述问题的认识不足，本发明提出一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，解决吊装时自由边界钢结构的内力及变形精确计算问题。

本发明是这样实现的：

一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，包括：根据钢结构设计方案，确定初版施工方案，所述初版施工方案包括安装过程施工方案和安装到位施工方案两部分；根据安装过程施工方案，并基于力边界条件，进行安装过程施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装到位施工方案，继续进行安装到位施工模拟，或修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；基于修改后的安装过程施工方案和安装到位施工方案，输出终版施工方案。

在一些实施例中，所述根据钢结构设计方案，确定初版施工方案包括：根据设计图纸，建立结构整体有限元模型，根据施工经验，编制初版施工方案。

在一些实施例中，所述根据钢结构设计方案，确定初版施工方案还包括：在有限元模型中分别获取安装过程及安装到位的约束点，并定义安装过程的约束点为约束点1，安装到位的约束点为约束点2。

在一些实施例中，所述根据安装过程施工方案，并基于力边界条件，进行安装过程施工模拟并进行验算包括：判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求；以及判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求。

在一些实施例中，所述判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，包括：

在约束点1施加位移约束条件，施加重力荷载；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力，得到每个约束点1在重力方向的反力并输出；

删除约束点1的位移约束条件，并删除重力荷载，将计算得到的反力施加到相应的约束点1；

打开惯性释放法；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力；

基于静力计算结果，判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，若满足要求则输出结构的应力文件和变形文件。

在一些实施例中，所述判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求，包括：

基于静力计算结果，进行特征值屈曲分析，输出首阶整体屈曲模态；

将首阶整体屈曲模态作为安装过程中初始缺陷施加到结构上，验算结构安装过程整体稳定性是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，若满足要求则等待输出终版施工方案。

在一些实施例中，所述根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算包括：判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求。

在一些实施例中，所述判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，包括：

关闭惯性释放法；

导入前述应力文件和变形文件；

删除约束点1的反力，在约束点2施加位移约束条件，并施加重力荷载；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力；

基于静力计算结果，判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装到位施工方案并重新定义约束点2，若满足要求则等待输出终版施工方案。

在一些实施例中，安装过程的约束点为顶升点、吊装点或提升点；安装到位的约束点为钢结构两端。

在一些实施例中，所述惯性释放法为：

引入惯性力来平衡外力/>，平衡方程表达为：

——（1）

其中，惯性力表达为：

——（2）

将式（2）带入式（1）可得：

——（3）

式中：为外力、/>为惯性力、/>为结构质量矩阵、/>为结构总的加速度；

求解式（3）即可得到为平衡外力所需施加的加速度，从而求得惯性力。

在一些实施例中，施加所述初始缺陷具体为将结构首阶整体屈曲模态乘以一个系数，施加到初始结构上作为初始缺陷。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提出一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，解决吊装时自由边界钢结构的内力及变形精确计算问题。具体而言，至少可得到以下有益效果中的一个或多个：

1.将惯性释放求解的内力和变形作为求解只有重力支撑时（即支撑只提供与自重平衡的竖向力，无其他位移边界条件约束）结构加工变形和内力的方法，前人没有尝试过的，对于自由边界结构的加工变形问题是新的解决办法，只有力边界条件，去除了位移边界条件约束对变形结果的影响，否则，得不到约束点真实的变形情况，例如：如果约束点简支，则约束点变形为0，实际上约束点有变形。

2.将惯性释放求解的内力和变形作为求解整体屈曲模态的初始状态的方法，对于自由边界结构的线性屈曲问题是新的解决办法，去除了位移边界条件约束对模态结果的影响，否则，位移约束点的反作用力会改变结构真实的受力状态。

3.本发明使用惯性释放法计算结构在安装时一直存在的由于重力产生的初始应力和变形，考虑了结构加工、制作直至安装过程中始终带有重力作用的状态，而不是结构安装好才施加重力，可以有效避免现有方法中先建模再加重力的近似计算方法存在的不足之处。

应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1示例性示出本发明一种实施例的总体方法流程图。

图2示例性示出本发明另一种实施例的总体方法流程图。

图3示例性示出本发明的详细方法流程图。

图4示例性示出本发明一种工程应用的有限元模型有位移约束时计算变形结果图（K8型网壳）。

图5示例性示出本发明一种工程应用的有限元模型惯性释放法计算变形结果图（K8型网壳）。

图6示例性示出本发明一种工程应用的有限元模型施加真实边界位移条件后应力及变形计算结果图（K8型网壳）。

图7示例性示出本发明一种工程应用的有限元模型惯性释放后只有力边界条件时的整体结构特征值屈曲变形图（K8型网壳）。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量，或者对先后顺序的限制。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

针对现有技术中的计算方法忽视了自由边界带来的安全问题，本发明提出一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，是一种用于建筑钢结构施工过程中，使用整体结构提升（整体结构顶升、抬吊或者分块结构吊装）技术施工时结构处于重力作用下且具有自由边界条件时结构内力的分析方法，解决吊装时自由边界钢结构的内力精确计算问题。

以下结合较佳的实施方式具体示图对本发明的实现进行详细的描述。

本发明提出的一种力边界条件下钢结构内力分析与施工方案优化设计方法，主要基于惯性释放法来实现，其具体实施可由图1所示的流程图清楚地展示。

S10：根据钢结构设计方案，确定初版施工方案，初版施工方案包括安装过程施工方案和安装到位施工方案两部分。

本发明中，钢结构是指采用顶升、提升、吊装等施工方法进行施工的结构形式，只要是采用顶升、提升、吊装等施工方法的钢结构都是本发明的研究对象，例如1）钢框架结构、2）空间网格结构等。钢结构施工方法包括：顶升、吊装和提升中的一种或多种。钢结构采用顶升、吊装或提升等不同的施工方式，例如：1）机库屋盖结构，采用整体提升/顶升，2）钢框架结构，钢梁或钢柱采用吊装。顶升、吊装或提升点同时也是安装过程中的约束点；安装到位的约束点为钢结构两端。

安装过程比如梁吊装，安装过程施工方案包括：1）吊点位置、吊耳型号，2）钢丝绳角度、型号，3）吊车选型等；安装到位比如梁吊装到位，安装到位施工方案包括：1）是否设置支承点，2）卸载方案（设置支承点时）。

具体的，根据设计图纸中揭示的钢结构设计方案，建立结构整体有限元模型；同时根据施工经验，编制初版施工方案。

本环节中，进一步在有限元模型中分别获取安装过程及安装到位的约束点，定义安装过程的约束点为约束点1，定义安装到位的约束点为约束点2。

安装过程中的约束条件实际为力的边界条件，例如：钢梁采用吊装法施工时，安装过程中的约束条件为力的边界条件（采用钢丝绳吊装时，为钢丝绳的拉力），但是可以把吊点铰支作为近似约束条件，即近似边界条件用铰支座模拟，铰支座属于位移约束条件，以位移约束边界条件作为约束点1施加的近似约束条件。安装到位时约束条件根据设计图纸而定，为位移约束条件，刚接或铰接，例如简支（约束三个方向平动自由度）、固支（约束三个方向平动自由度及三个方向转动自由度）。

S20：根据安装过程施工方案，并基于力边界条件，进行安装过程施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步。

S30：根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算，若不通过，这里又存在两种情况：

其一，如果需要修改安装的分块就需要从安装过程开始，即修改安装过程施工方案，重新进行安装过程施工模拟，对应图1所示的流程；

其二，如果不需要修改安装的分块就只需要从安装到位开始，即可以只修改安装到位施工方案，重新进行安装到位施工模拟，对应图2所示的流程。

若验算通过则进行下一步。

S40：基于修改后的安装过程施工方案和安装到位施工方案，输出终版施工方案。

在工程设计中，由于在进行结构设计时设计师已考虑了结构安装到位的整体稳定性，安装过程通常在结构设计环节不予考虑，而结构在施工过程中的强度和稳定性又尤为重要，但通常被忽视，因此本发明重点考虑结构的安装过程，作为一种具体方案，S20中，进行安装过程施工模拟并进行验算包括两种验算要求：

判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求；以及

判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求。

如图3所示，首先，判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，具体按如下方法进行：

S201，在约束点1施加位移约束条件，施加重力荷载；一般位移约束条件是近似等效约束；

重力荷载就是结构自重，可由软件自动施加。施加结构重力荷载为：作为分布体力施加，每个约束点在重力方向的反力即要与重力平衡，方向向上；

S202，进行静力计算，计算钢结构的结构内力，得到每个约束点1在重力方向的反力并输出；

S203，删除约束点1的位移约束条件（近似等效约束），并删除重力荷载，将计算得到的反力施加到相应的约束点1；

S204，打开惯性释放法；

S205，进行静力计算，计算钢结构的结构内力，输出计算结果；

S206，基于静力计算结果，判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，重新开始执行S201，若满足要求则输出结构的应力文件和变形文件。

结构内力由外力（反力）产生的惯性产生，二者是平衡的，结构应力可由所受内力计算得到，通过计算惯性力，即可得到结构内力，从而得到结构应力。

此处结构安全性包括两个方面，第一是保证每根构件不发生失稳破坏，第二是保证结构整体不发生失稳破坏。

应力文件和变形文件即每个单元的节点上的内力数值。

继续参见图3，然后，判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求，具体按如下方法进行：

S207，基于此前的静力计算结果，进行特征值屈曲分析，输出首阶整体屈曲模态；屈曲分析实际上就是求解特征值，可以得到特征值和特征向量，其中特征值就是屈曲荷载，特征向量就是屈曲模态。

S208，将首阶整体屈曲模态作为安装过程中初始缺陷分布施加到结构上，验算结构安装过程整体稳定性是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，重新开始执行S201，若满足要求则执行S40。

此处将初始缺陷分布施加到结构上后对结构进行几何非线性分析，得到弹性整体稳定承载力，通过计算得到的弹性整体稳定承载力来验算结构安装过程整体稳定性。

需要说明的是，执行S40就是得到终版施工方案并输出，但此时并不一定马上就输出终版施工方案，还要看安装到位施工模拟结果，二者都通过后才能输出终版施工方案。

结构安装过程的安全性验算后，需要再进入结构安装到位施工模拟。如前所述，在工程设计中，由于在进行结构设计时设计师已考虑了结构安装到位的整体稳定性，因此结构安装到位只需考虑结构的安全性，而无需再考虑整体稳定性。安装过程和安装到位的安全性验算都是强度验算，与安装过程的稳定性验算互补干涉，可以并行进行。

继续参见图3，进行安装到位施工模拟并进行验算包括：

判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求。具体按如下方法进行：

S301，关闭惯性释放法；

S302，导入前述应力文件和变形文件；

S303，删除约束点1的反力，在约束点2施加位移约束条件，并施加重力荷载；

S304，进行静力计算，计算钢结构中的结构内力，输出计算结果；

S305，基于静力计算结果，判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装到位施工方案并重新定义约束点2，重新开始执行S303，若满足要求则执行S40。

同样，执行S40就是得到终版施工方案并输出，但此时并不一定马上就输出终版施工方案，还要看安装过程整体稳定性验算结果，二者都通过后才能输出终版施工方案。

此处结构安全性同样包括两个方面，第一是保证每根构件不发生失稳破坏，第二是保证结构整体不发生失稳破坏。

S40，最后，基于修改后的安装过程施工方案和安装到位施工方案，输出终版施工方案。

安装过程中的结构安全性、整体稳定性，以及安装到位时的结构安全性都验算完成后，则能够说明结构施工过程和最终状态都是安全的，即可以确定当前的施工方案（初版施工方案或经调整后的施工方案）可行，可以作为终版施工方案输出，以此方案进行钢结构的顶升、吊装或提升施工。

需要说明的是，惯性释放法基于达朗贝尔原理。对于任意物理系统，所有惯性力或施加的外力，经过符合约束条件的虚位移，所作的虚功总和等于0，或者说作用于一个物体的外力与动力的反作用之和等于0。

本发明中，运用惯性释放法（动静法）可以对完全无约束的结构进行静力分析，基本原理就是引入惯性力来平衡外力/>，软件自动将惯性力施加于每个节点上，平衡方程表达为：

——（1）

其中，惯性力表达为：

——（2）

将式（2）带入式（1）可得：

——（3）

式中：为外力，如自重荷载，/>为惯性力，/>为结构质量矩阵，/>为结构总的加速度；

求解式（3）即可得到为平衡外力所需施加的加速度，从而求得惯性力，进而由惯性力得到结构内力，以及得到结构应力。

在有限元软件中采用近似等效约束方法计算时，为消除刚体位移防止刚度矩阵奇异，有时施加的近似等效约束并没有实际物理意义，同时约束点的反作用力会改变结构真实的传力路径。而本发明在有限元软件中采用惯性释放法计算时，为消除刚体位移防止刚度矩阵奇异，需要施加虚支座，此时由于惯性力与外力平衡，则虚支座的支座反力为0，不改变结构真实的传力路径，去除了位移边界条件约束对模态结果的影响。

通过以上对本发明方法的阐述，可以理解：

1.对于自由边界结构的加工变形问题，位移边界条件约束对变形结果产生影响，得不到约束点真实的变形情况，例如：如果约束点简支，则约束点变形为0，实际上约束点有变形。本发明将惯性释放求解的应力和变形作为求解只有重力支撑时（即支撑只提供与自重平衡的竖向力，无其他位移边界条件约束）结构加工变形和内力的方法，前人没有尝试过，对于自由边界结构的加工变形问题是新的解决办法。

2.对于自由边界结构的线性屈曲问题，位移边界条件约束对模态结果产生影响，约束点的反作用力会改变结构真实的传力路径。本发明将惯性释放求解的应力和变形作为求解整体屈曲模态的方法，对于自由边界结构的线性屈曲问题是新的解决办法。

3.传统方法在计算结构在顶升或吊装或提升施工时的内力时，是先建模再加重力的近似计算方法。本发明使用惯性释放法计算结构在顶升或吊装或提升时一直存在的由于重力产生的初始应力，考虑了结构加工、制作直至安装过程中始终带有重力作用的状态，而不是结构安装好才施加重力，避免了计算结果不准确的问题。

工程应用：

以K8型网壳为例，建立结构整体有限元模型，并定义安装过程的约束点为约束点1，定义安装到位的约束点为约束点2。

对该有限元模型在约束点1施加近似位移约束条件，施加重力荷载；进行静力计算，如图4所示，图4为近似位移边界条件，示出了该有限元模型有位移约束时计算变形结果图，从中提取约束点在重力方向的反力，可见该模型周圈支座的变形为0，但实际上支座位置应该有变形。

打开惯性释放法，进行静力计算，如图5所示，图5采用的是力边界条件，示出了该有限元模型惯性释放法计算变形结果图，从中输出应力及变形计算结果，与图4（近似位移边界条件）相比，周圈原来支座的位置产生了变形，可见该模型的计算结果更符合实际。

读入惯性释放法时得到的应力及变形计算结果，施加安装到位时的边界条件，即约束点2，完成全部结构在重力荷载下的整体稳定性计算，如图6所示，图6示出了该有限元模型读入惯性释放法并在约束点2施加约束条件安装到位时应力及变形计算结果图，计算前读入了图5的应力和变形计算结果，结构实际变形为图5变形与图6变形之和，其中图5的计算结果为结构安装过程中在重力作用下的变形，图6计算前读入图5的计算结果，即不再采用传统的先建模再加重力的计算方法。

如图7所示，图7示出了该有限元模型惯性释放后只有力边界条件时的整体结构特征值屈曲变形图，表明采用本发明的惯性释放法能够进行整体稳定计算。

由图4～图7的模拟结果可知，力边界条件下进行钢结构内力分析是可行和准确的，是符合实际的，说明采用本发明的优化方法进行施工方案的优化设计是可行的，只有力边界条件，去除了位移边界条件约束对变形结果和模态结果的影响，考虑了结构加工、制作直至安装过程中真实的受力状态，可以有效避免现有计算方法中对重力考虑不恰当而造成的影响。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

Claims (6)

1.一种基于力边界条件下钢结构内力分析的施工方案优化设计方法，其特征在于，包括：

根据钢结构设计方案，确定初版施工方案，所述初版施工方案包括安装过程施工方案和安装到位施工方案两部分；以及在有限元模型中分别获取安装过程及安装到位的约束点，并定义安装过程的约束点为约束点1，安装到位的约束点为约束点2；

根据安装过程施工方案，并基于力边界条件，进行安装过程施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；具体包括：

判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求；以及判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求；并且

所述判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，包括：

在约束点1施加位移约束条件，施加重力荷载；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力，得到每个约束点1在重力方向的反力并输出；

删除约束点1的位移约束条件，并删除重力荷载，将计算得到的反力施加到相应的约束点1；

打开惯性释放法；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力；

基于静力计算结果，判定结构安装过程的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，若满足要求则输出结构的应力文件和变形文件；

所述判定结构安装过程的整体稳定性，验算结构整体稳定性是否满足要求，包括：

基于静力计算结果，进行特征值屈曲分析，输出首阶整体屈曲模态；

将首阶整体屈曲模态作为安装过程中初始缺陷施加到结构上，验算结构安装过程整体稳定性是否满足要求，若不满足要求则修改安装过程施工方案并重新定义约束点1，若满足要求则等待输出终版施工方案；

根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算，若不通过则修改安装到位施工方案，继续进行安装到位施工模拟，或修改安装过程施工方案，继续进行安装过程施工模拟，若通过则进行下一步；

基于修改后的安装过程施工方案和安装到位施工方案，输出终版施工方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据钢结构设计方案，确定初版施工方案包括：

根据设计图纸，建立结构整体有限元模型，根据施工经验，编制初版施工方案。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据安装到位施工方案，并基于安装过程计算结果，进行安装到位施工模拟并进行验算包括：

判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，包括：

关闭惯性释放法；

导入前述应力文件和变形文件；

删除约束点1的反力，在约束点2施加位移约束条件，并施加重力荷载；

进行静力计算，计算钢结构的结构内力；

基于静力计算结果，判定结构安装到位的安全性，验算结构强度及刚度是否满足要求，若不满足要求则修改安装到位施工方案并重新定义约束点2，若满足要求则等待输出终版施工方案。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：安装过程的约束点为顶升点、吊装点或提升点；安装到位的约束点为钢结构两端。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述惯性释放法为：

引入惯性力来平衡外力/>，平衡方程表达为：

——（1）

其中，惯性力表达为：

——（2）

将式（2）带入式（1）可得：

——（3）

式中：为外力、/>为惯性力、/>为结构质量矩阵、/>为结构总的加速度；

求解式（3）即可得到为平衡外力所需施加的加速度，从而求得惯性力。