針對以往在施工過程仿真計算中割裂了施工的連續(xù)性及施工體系各部分之間的相互作用等問題，我們建立了復雜鋼結構施工過程一體化協(xié)同時變分析系統(tǒng)及計算理論。通過集成生死單元等現(xiàn)有技術和課題組創(chuàng)立的狀態(tài)非線性求解技術、索滑輪自適應算法、千斤頂——接觸單元、逐點去約束找形法等新技術，融合了施工過程中永久性構件的逐步安裝、臨時支撐的裝配與拆除、施工臨時荷載的出現(xiàn)與消失、溫度與風荷載的作用等，能夠真實地反映結構安裝、邊界條件、荷載作用以及材料性能的時變性；尤其善于精確分析時間與空間域上施工體系的演變，準確計算施工體系各部分之間的相互作用，精準把握施工成型過程中結構的內(nèi)力和位形的連續(xù)變化與非線性累積過程。

      課題組針對施工路徑及施工變形發(fā)展過程特別復雜的結構，建立了其施工過程三維動態(tài)變形預調(diào)值計算的多階段綜合迭代法，有效地解決了央視新址主樓與廣東省博物館新館變形預調(diào)值計算難題。

      在將數(shù)字模擬計算技術有效地整合到結構整體提升、整體落架、整體滑移、整體張拉及整體起扳等新施工技術中，我們建立了準確評估施工方案和施工過程結構安全的數(shù)字化及信息應用技術。

      在整體提升施工技術中，形成了提升體系安全保障機制，預防了設計狀態(tài)和提升狀態(tài)受力情況不同引起提升結構及胎架的潛在破壞風險；形成了提升力的合理分配機制，可自動控制提升總重量在結構柱及提升胎架之間的復雜分配關系；形成了全程時變控制機制，實現(xiàn)了對提升結構“脫離胎架——提升——合龍——落架”等提升環(huán)節(jié)數(shù)字模擬分析的“無縫連接”，揭示了提升結構體系與支承結構體系之間的復雜相互作用機理，并且能夠在一個整體有限元分析模型中實現(xiàn)提升點位移不同步、提升過程中碰撞、斷索等特殊情況以及風荷載、溫度作用等荷載工況的自動分析與評估。

      在整體滑移施工技術中準確實現(xiàn)了對滑移結構與滑移支承體系之間在不同位置、不同施工步的相互作用力的主動控制；在整體落架施工技術中，實現(xiàn)了對結構與胎架之間接觸——脫離——再接觸以及相互錯動等作用的精確分析，解決了以往采用支座位移法分析的失真問題；在張拉結構整體張拉施工技術方面，實現(xiàn)了初始預應力態(tài)找形分析、張拉過程分析及使用期間作用效應分析的無縫連接，彌補了索結構針對大位移、復雜邊界條件轉變的計算技術缺陷；為適應巨型鋼拱、巨型環(huán)狀鋼結構安裝的需要，我們提出了一套完善的自適應整體起扳施工方案及一體化建模協(xié)同時變分析技術；提出了施工過程結構分析的狀態(tài)非線性求解技術、動態(tài)位形求解技術、逐點去約束找形分析方法、結構吊裝的擬滑輪與可動索滑輪單元新技術等，建立了基于時變分析的施工方案優(yōu)化技術，有效地解決了施工過程時變結構內(nèi)力和位形的非線性變化及累積的模擬分析難題。