亚运会石景山体育馆屋盖结构的设计与施工

石景山体育馆屋盖平面呈正三角形,边长99m。整个屋盖结构由三组(六根)与水平面成26°59′夹角的钢梁及三块四边形双层双曲钢网壳组合而成。本文从钢网壳屋盖结构的受力特点、三叉形空间框架结构的选型、网壳与边缘构件的连接、边缘构件的截面形式、悬挑梁方案的确定、网壳网格的划分及索、拱桁架的布置诸方面闸述了结构设计方案的确定。另外,对结构内力分析、构造及制作安装也扼要作了介绍。     

天津商业大学新建体育馆屋盖钢结构方案比选与分析

简述天津商业大学新建体育馆项目的工程概况,结合建筑造型和功能要求,提出单层网壳、环桁架单层网壳和环桁架拱支单层网壳三种结构方案,用MIDAS/Gen对三个方案进行建模分析并从杆件内力、结构变形、抗震性能、稳定承载力和经济性等方面进行对比,结果表明环桁架拱支单层网壳结构体系刚度分布合理、用钢量适中、反力分布较为均匀,为推荐选用的结构方案。     

天津商业大学新建体育馆屋盖环桁架拱支单层网壳结构分析与设计

天津商业大学新建体育馆屋盖采用环桁架拱支单层网壳结构体系。结合体育馆屋盖建筑造型,进行了环桁架、拱桁架及单层网壳等的结构布置;依据相关规范考虑各种荷载效应及荷载组合,进行了环桁架拱支单层网壳静、动力性能的分析和设计;对环桁架拱支单层网壳进行了非线性稳定性分析,通过跟踪缺陷结构非线性平衡路径,确定了结构的稳定承载力;最后详细分析了支座水平刚度对环桁架拱支单层网壳结构性能的影响,并建立结构整体模型,分析了下部结构对屋盖钢结构受力性能的影响。分析结果表明,环桁架拱支单层网壳具有很好的承载能力和变形性能,能安全、可靠地完成使用功能。     

钢管桁架拱的稳定性能及应用

首先介绍桁架拱的组成特点、力学特性及工程应用,探讨拱的弹性和非弹性失稳特点及分类.结合桁架拱弹性屈曲模型、荷载作用类型及初始挠度沿轴线的分布形式,指出了桁架拱几种可能的破坏和失稳形式.在钢管桁架拱形结构失稳模态分析的基础上,利用非线性有限元分析方法,对立体管桁架拱进行了面内整体稳定承载力分析,从结构的荷载-位移全过程曲线考察了桁架拱稳定性能的基本规律,从中找到控制桁架拱设计的主要失稳形式.最后,结合南通体育会展中心拱支网壳结构的整体稳定性能进行研究,指出现阶段对桁架拱稳定性分析的基本方法和步骤.     

我国大跨度空间结构工程实例

鸟巢形网架结构：由德士赫尔佐格一德梅隆建筑事务所与中国建筑设计研究院联合提出的鸟巢形国家体育场是2008年北京奥运会的中标方案,其屋盖主体结构实际上是由两向不规则斜交的平面桁架系组成约为340m×290m椭圆平面网架结构,网架外形呈微弯双曲抛物面形,周边支承在不等高的24根立体桁架柱上,每榀平面桁架约为140m×70m长椭圆内环相切或接近相切,在长椭圆孔内环上设置两片双层微弯柱面网壳,可分别延长轴两个方向移动,从而可构成全天候开放或屋盖结构。     

德阳市体育馆网壳屋盖设计

德阳市体育馆根据建筑造型及功能要求,屋盖采用了双曲抛物面双层钢网壳结构.屋盖投影平面呈菱形,边长74.67m.对角线长105.60m.通过对双层问壳结构的受力特点,杆件布置形式,网壳厚度的确定及网壳与悬索结构对边缘构件的影响等方面的论述,阐明了结构设计方案的确定原则.另外进行了结构内力分析,并介绍了支座构造,钢材指标等.     

双曲面钢结构冷却塔的结构选型和节点受力分析

针对某大型双曲面钢结构冷却塔工程,采用棋盘式四角锥双层网壳、正交正放四角锥双层网壳和交叉桁架双层网壳3种不同结构体系进行方案比选。结果表明:棋盘式四角锥体系较其他两种结构体系用钢量少,稳定性能更好;通过对15个不同厚度和网格尺寸的棋盘式体系的冷却塔模型进行对比分析,得出了网壳厚度和网格尺寸对结构用钢量和稳定性能的影响规律;选取冷却塔上受力较复杂的节点,采用有限元方法分析其承载力,建议按节点承载力不低于构件承载力的原则对节点采取加强措施。     

平面桁架拱平面外弹性稳定及设计方法研究

平面桁架拱是桁架拱的一种特殊形式,其平面内具有桁架结构的特点,而平面外则与实腹式拱相近。在实腹式拱稳定研究的基础上,对平面桁架拱的平面外稳定性能进行了研究。首先得到了平面桁架拱的弹性屈曲公式,其次采用有限元算例研究了压弯平面桁架拱的受力机理,并提出的压弯桁架拱弹性设计方法。研究成果将作为平面桁架拱的平面外稳定设计的理论基础。     

周边双层中部单层球面网壳结构的特征值屈曲分析及其极限承载力

在大跨结构中,将单双层网壳结合起来形成的一种结构形成———周边双层中部单层球面网壳结构,可充分发挥两种结构形式的优点。本文采用刚铰接模型,即单层部分采用空间梁单元、双层部分采用空间杆单元,应用BlockLanczos方法对该种网壳结构进行了特征值屈曲分析;采用柱面等弧长技术跟踪了网壳结构的平衡路径。在对网壳结构进行多参数分析的基础上,包括单双层跨度比、矢跨比、杆件规格等,总结了单双层网壳结构的失稳规律,得出了临界荷载和极限荷载的拟合计算公式,并与一实际工程的数值分析结果进行了比较。     

周边局部为双层的球面网壳屈曲规律和特性

以中部单层、周围局部双层的球面网壳为对象,采用Newton-Raphson增量迭代及弧长法对结构进行了非线性有限元分析,总结了此类网壳结构的失稳规律,并且得出了结构由单层过渡到双层时临界荷载的变化规律。研究结果表明,局部双层网壳能够明显改善单层网壳的稳定性能,提高其网壳的屈曲荷载,既具有双层网壳的稳定性,又能节省钢材,是一种理想的空间结构形式。     

某办公楼屋面双层双曲网壳的分析与设计(一)

本文介绍了低烈度区,某办公楼屋面上的双层双曲网壳的设计,该网壳横断面为扇面形,平面为夹角30°扇面,为圆弧扁壳体。本文对该双层双曲网壳的受力特点进行了讨论,根据整体计算结果对网壳的支座设计选用进行了探讨,对杆件采用及材料进行了统计。通过有限元软件MIDAS对该双层双曲网壳的分析,对该异形扁壳结构体系的受力特点进行了有益的探讨。本文得出的若干结论可为类似工程提供参考。     

板片空间结构及其经济性分析

板片空间结构是一种受力性能合理,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文对板片空间结构的形式进行了探讨并提出分类,详细介绍了板片空间结构的特点,并对板片空间结构进行了经济性分析,可供工程应用参考。     

一种新型后张拉整体成型网壳动力性能分析

提出一种新型后张拉整体成型局部双层球面网壳的单弦杆平板网架模型,并通过有限元软件ANSYS建立有限元模型,采用BlockLanczos法对3组缝隙值对应成型后局部双层球面网壳进行模态分析,得到网壳的自振频率和振型,并与相应成型后在单层部分环向补杆网壳进行对比分析。结果表明:成型后网壳的各阶自振频率有随成型前预留缝隙值的增大而增大的趋势;在网壳的单层部分进行环向补杆能有效提高结构刚度,使补杆网壳的各阶自振频率与非补杆网壳相比有显著提高。此外,补杆网壳与非补杆网壳都表现出复杂的动力性能,在进行网壳的动力响应分析时应特别注意。     

后张拉整体成型局部双层柱面网壳成型过程的研究

局部双层柱面网壳可以通过后张拉闭合平板网架中预留缝隙的方法张拉而成。提出一种可用于张拉成型局部双层柱面网壳的平板理论模型,给出预测成型形状的理论公式。利用ANSYS 10.0有限元计算程序,通过不同节点连接方式模型的对比分析给出最适合张拉的理想模型。     

双层椭球网壳的静动力特性分析

根据双层网壳的结构特点，应用ANSYS有限元分析软件，对实际工程中某双层网壳进行了静动力分析，探讨了该双层网壳在不同矢高下的静力特性，并对该网壳做了模态分析，所得结果可为该双层网壳的结构设计提供依据。     

某大学体育馆钢结构设计

某大学体育馆钢结构屋盖采用空间管桁架-双层网壳复合结构体系。基于该馆的建筑造型、结构受力性能、经济性指标等因素进行结构选型分析;结合下部混凝土结构,介绍空间管桁架-双层网壳复合结构的设计分析过程、结构受力特点、杆件及节点设计等。整个设计过程和设计方法及节点构造可供同类工程参考。     

Structural optimization and dynamic analysis for double-layer spherical reticulated shell structures

This paper is concerned with the geometrical optimum design and the aseismic analysis of double-layer reticulated shell structures. The characteristic of free vibration of reticulated shell structures, with respect to geometric parameter, is investigated. The variations of the eigenfrequency of shell structures, with respect to the ratio of height-to-span, span, grid division frequency and thickness of shell, are discussed. The Newmark method is used to calculate the stresses and displacements of the reticulated shell structure under earthquake action. The analysis results show that under a specified span, the eigenfrequency of the structure increases with the increase of the height-to-span ratio and then decreases afterwards. Therefore, there exists an optimum height-to-span ratio resulting in an optimum stiffness at the specified span. The optimum value of the ratio is found to be between 1/3 and 1/4 from the simulation study presented in this paper. At a specified height-to-span ratio, the increase of the value of structural span greatly reduces the eigenfrequency of the structure and then decreases the global stiffness of the structure. At the specified span and the specified height-to-span ratio, the eigenfrequency of the structure has a minor increase with the increase of the thickness and the grid division frequency of the reticulated shell structure. The partial double-layer reticulated shell structures have less stability compared with double-layer reticulated shell structures, but more stability in comparison with single-layer reticulated shell structures. The 1/6 partial double-layer reticulated shell structure has a best performance-to-price ratio. In other words, it has a higher buckling load, with smaller material consumption, compared with other partial double-layer reticulated shell structures. It is proposed to adopt the 1/6 partial double-layer reticulated shell structure in engineering if a double layer reticulated shell structure is required.     

北京奥运会自行车馆双层球面网壳结构的设计与施工方法

北京奥运会老山自行车馆屋盖采用带环梁的双层球面网壳结构,网壳支承于倾斜的人字型钢柱之上,覆盖直径达149.536m,建成后将成为我国跨度最大的双层球面网壳结构之一。该结构跨度大,矢跨比小,网格杆件较多,设计、施工存在着较大的难度。因此采取何种结构体系,如何进行合理的计算模型分析与施工都需要进行深入的分析与有效的论证。本文对该结构的设计与施工进行了较为全面的介绍与分析。     

跨度800 m穹顶结构选型研究与相关问题

随着城市环境变化和现代工程技术发展,建造跨度1000 m级超大型城市穹顶以营造一个特定的区域小环境,逐渐成为现实需求。城市穹顶突破现有结构尺度极限,结构设计面临新的挑战。对城市穹顶的概念进行了探讨,以在寒冷地区建造一座跨度800 m城市穹顶为设定工程背景,对采用刚性结构、杂交结构、柔性结构以及组合结构等四大类结构体系共计13种结构方案进行选型研究。对比分析了结构刚度、稳定承载力和用钢量等指标,总结了跨度800 m各种结构方案性能特点,提出了可将K型角锥球面网壳、K型巨型网格结构以及索承网壳 双层网壳组合结构作为优选方案;并就超大跨度穹顶的建造与设计提出了材料轻质化、设计标准、抗风问题、温度场影响、结构形态学、建造可行性、围护结构、节能环保以及穹顶维护等9个方面的相关问题,以供进一步研究作为参考。     

安庆市全民健身综合训练馆钢屋盖设计

安庆全民健身综合训练馆建筑外形为自由曲面,根据不同建筑分区的特点,屋盖采用双层螺栓球网壳、型钢梁的结构形式。重点阐述网壳屋盖的结构特点和设计参数,并采用不同软件对屋盖体系和整个结构体系进行对比分析,钢屋盖的动力分析表明结构具有可靠的受力性能。对网壳屋盖杆件截面进行优化设计,确保结构的安全性和经济性。