施工力学在大跨度钢结构工程中的应用已经是当今工程界和学术界的热点课题,该方面研究工作需要对作为其力学基础的时变力学有清楚的认识和理解。本文在前人工作的基础上,针对工程界亟待解决的大跨度钢结构施工相关问题,结合现场监测数据,运用施工力学方法进行了研究,取得了一定的效果。主要工作如下:1.对施工力学的研究特点及分类进行了分析,完善了土木工程施工力学研究的课题以及施工力学效应。作为研究对象的施工力学理论基础,重点讨论了时变力学主要研究内容以及施工力学基本方法和特点,给出了相应问题的时变力学基本方程和有限元算式。2.讨论了大跨度钢结构施工力学数值分析方法、特点和参数时变的意义,针对施工过程中结构几何及边界条件随时间不断变化这一施工力学分析难点,基于结构分段安装以及先装和后装可通过节点构造预夹角的概念,提出“生死”子结构先后独立求解,调整“死”结构边界节点转动约束条件的施工模拟方法,推导了“生死”子结构的有限元方程。通过典型算例验证方法的有效性及先进性,并进行了实际工程分析。3.基于深圳会展中心工程施工和使用期钢结构的应力和变形现场实测数据,结合结构主梁、下弦钢棒以及边界约束条件时变的特点,进行了全过程“生死单元法”及本文方法的模拟计算和分析。考虑几何非线性以及胎架的支撑与落架,模拟了多种载荷条件下构件受力和变形,比较分析了三种数据及变化规律;同时进行了拆撑过程路径相关性分析和探讨,得出了一些有益结论,供设计和施工者借鉴。4.张弦梁找形分析属于施工力学逆解问题,讨论了考虑大变形情况下应用温降法和初应变法模拟施加预应力时单元刚度和应力产生偏差的问题,提出了相应应力和刚度的修正方法;借鉴机械结构螺栓预紧力的概念,给出了模拟张弦梁预张拉的有效方法并克服了上述方法的弱点,通过典型算例验证了方法的有效性。5.鉴于张弦梁张拉过程撑杆转动对结构体系受力和变形影响大,选择张拉前后撑杆转动量极小化为优化目标,提出了线性预测-非线性校正的优化方法。算例分析了方法的有效性,同时发现三种拉拔预张拉方式中,从中间跨通过花篮螺栓预张拉相对较好的优化结果,对于结构设计和施工具有一定的实际意义。