大跨度空间钢结构由于其良好的力学性能,被广泛应用于工业厂房、展览馆、体育场、机场航站楼等建筑中,近年来由于生产生活的需要和审美需求的更迭,跨度巨大、外形复杂的空间钢结构建设需求越来越大。伴随而来的是更为复杂的结构设计和工程施工实现,为了确保施工安全和工程质量要求,对施工期结构性能进行严格的分析控制尤为必要。本文依托重庆市第三垃圾焚烧发电厂屋盖工程,通过现场调查、理论分析、数值模拟等方法对空间钢结构单元吊装、桁架成型、支撑卸载三个阶段全过程进行了施工力学性能分析,开展了折线形复杂大跨空间钢桁架的施工全过程力学性能研究,主要研究内容和成果如下:(1)利用基于线弹性时变力学的分步建模分析法,离散时间域后对桁架吊装阶段进行了优化分析。通过对吊点数量、吊点位置、桁架单元划分、吊装姿态选择等因素进行参数分析,考察不同参数下的结构内力变形响应和稳定性能,获取了结构性能随各因素的变化规律,为工程实践提供了选择依据。(2)基于时变结构力学理论和非线性分析求解方法,通过利用生死单元法分析简单悬臂梁模型施工过程力学性能,结合单榀桁架成型分析,探索结构成型过程分析与一次成型分析的差别,阐述了施工力学的路径效应,并指出了复杂大跨度空间钢结构施工过程对结构最终受力状态的影响及施工全过程分析的重要性。(3)建立了屋盖桁架结构与临时支撑的整体结构模型,通过控制单元的生死,实现了桁架施工的就位成型的过程模拟,分析了结构每个施工步的空间最值响应和关键部位内力重分布特征,给出了复杂空间钢桁架成型过程中需要重点控制的施工步特点,研究了结构随施工步变化的时间历程响应,并指出了多连跨结构成型中施工步间的交叉影响规律。(4)在总结临时支撑选型、卸载实现方法及其模拟实现方式的基础上,强调了标准节组合式塔架特别是塔吊标准节组装支撑的优越性,提出了支撑架只压杆位移法,该方法在满足脱离模拟和回弹模拟等卸载行为的前提下,降低了模拟难度,提高了模拟效率,具有较好的适用性。(5)利用多跨连续梁对跨间卸载顺序进行了分析,在考察多跨连续梁变形相关性的基础上,提出了考虑跨间变形有利作用的多连跨结构跨间卸载顺序确定方法,并在保证模型连续性的前提下,进行了折线形复杂大跨度空间钢桁架卸载过程分析,通过对四种方案的分析对比,得出了结构卸载中的顺序特征,以发挥相邻奇次跨变形有利作用为目标,确定了依托工程桁架由外而内的跨间卸载顺序。