世博轴阳光谷钢结构节点试验研究及有限元分析

世博轴阳光谷单层网格结构采用了一种全新的节点形式,其主要设计思路是矩形钢管杆件仅上下翼缘板及两根内力最大杆件的腹板与节点核心区焊接。根据不同的加工工艺,节点核心区有以加劲板连接的两块端板和实心圆柱体两种构造形式。为直观了解节点的受力性能、破坏机理和承载能力,保证连接节点的安全可靠,并验证通过不同工艺加工的节点能够满足设计要求,选取3个阳光谷中的10个典型节点进行了足尺试验研究。试验结果表明,所采用的节点形式具有足够的安全储备,可以满足“强节点弱杆件”的设计要求;节点核心区为实心圆柱体的构造形式,应力水平较     

世博轴阳光谷钢结构稳定性分析

世博轴阳光谷单层空间网格结构曲面形状复杂、几何尺度大、悬挑跨度大,其整体稳定性是结构分析与设计中的关键问题之一。分析以特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式的合理性,通过非线性有限元分析系统考察了阳光谷单层网格结构的整体稳定性能,并研究了单根杆件失稳对结构整体极限承载力的影响。分析结果表明：几何非线性以及几何、材料双重非线性临界屈曲承载力均满足相关规范要求,阳光谷钢结构具有良好的整体稳定性;阳光谷钢结构对几何初始缺陷不敏感,阳光谷上由索膜结构传来的索拉力可进一步降低其缺陷敏感性;局部杆件的失稳退出工作并不会导致结构整体承载力的突然丧失,整体结构具有良好的承载能力。图7表6参7     

世博轴阳光谷复杂构件制作精度测评方法的研究

上海世博轴阳光谷结构采用矩形杆件多杆汇交节点组成的钢网壳，传统的检测方法无法在整体上对一个空间复杂构件进行精度判断。为确保空间三维众多杆件的制度精度，世博轴阳光谷工程采用了对于其复杂节点制作精度测评的新思路。     

世博轴阳光谷双曲网壳结构加工制作技术

世博轴阳光谷三角形单层网壳结构表面呈自由扭曲状,每一点的曲率半径不同,每个杆件交点也各不相同。介绍了阳光谷网壳结构,分析了其特点、节点制作难点、加工制作过程和工艺流程。     

自由曲面单层网格的智能布局设计研究

单层网格结构的网格划分标准不同于有限元网格的划分,它更侧重于以定性要求为标准的网格质量评价。为满足自由曲面单层网格杆件长度尽量一致、分布尽量均匀、过渡尽量流畅的要求,以自由曲面优化找形为前提,基于网格形状和单元长度的网格质量衡量标准,编制智能化网格设计程序。在整个布局设计过程中,首先通过拓扑不变的原则将空间问题转化为平面问题。其次,利用空间映射原理将在平面参考域上布置好的网格映射回三维空间曲面。最后,通过对初始拓扑网格进行智能化的修正和优化,保证所有杆件长度一致、网格布置美观的效果。通过在上海世博轴阳光谷工程中的实际应用证明,该方法操作简单,效果理想。且若采用不同拓扑关系布置的网格可以生成同样要求的最终杆件布置效果,供建筑师设计选用。     

世博轴阳光谷单层异形钢结构网壳节点制作工艺研究

世博轴共设有6个大小不一的阳光谷，高度约为41.5m，最大底部φ20m，最大顶部φ90m，结构为由三角形网格组成的单层网架体系。阳光谷节点由多杆箱型构件直接交汇而成，其中部分采用实心铸钢节点，节点总数10348个。为满足空间三维异形形态，几乎无一相同的众多节点具有高精度制作要求，为此进行了专门的研究，介绍阳光谷钢结构异形复杂节点的制作工艺技术的研究开发。     

世博轴单层异形钢结构网壳节点制作工艺的研究

世博轴共有6个大小不一的阳光谷,高度约为41.5m,最大底部直径约20m,最大顶部直径约90m,结构为由三角形网格组成的单层网架体系.阳光谷节点由多杆箱形构件直接交汇而成,其中部分采用实心铸钢节点,节点总数10348个,呈空间三维异形形态,几乎无一相同.着重介绍阳光谷钢结构异形复杂节点制作工艺技术的研究开发,可供今后同...     

上海世博会世博轴阳光谷钢结构施工关键技术

世博轴阳光谷是由矩形截面杆件构成的单层网壳结构,此种结构无论构件的制作还是安装难度都非常大,因此在施工过程中应用了多种特殊机械设备和施工技术。介绍了阳光谷施工过程中应用的关键技术。     

世博轴阳光谷单层网壳钢节点承载性能研究

上海世博会世博轴阳光谷屋顶为单层网壳结构,其节点一般由6根杆件汇交于一点,空间受力非常复杂.对阳光谷典型节点的承载力进行了有限元数值模拟,并进行了足尺模型试验,将试验结果与有限元分析值进行对比,验证了有限元分析的正确性,并以此推断整个节点的受力状态.研究表明,有限元数值模拟的承载力分析值均小于试验值,可以作为节点实际承载力的下限.而螺栓对接节点由于构造和加工等原因,实际承载力低于设计荷载.     

世博轴阳光谷整体稳定性分析研究

2010年上海世博轴屋面体系由索膜结构和6个阳光谷钢结构组成,其中阳光谷为自由曲面单层网壳结构。由于阳光谷体量大、杆件截面尺寸小,具有网壳结构的典型特征,所以其稳定性是设计中关心的关键问题之一。本文对第一号阳光谷进行了整体稳定性分析研究。通过调整不同参数,研究了几何非线性、材料弹塑性及初始几何缺陷对结构整体稳定性的影响。分析结果表明,不同条件下结构的稳定承载力均满足国家相关规范要求;加载至第一个临界荷载时部分构件已经进入塑性,表明结构的失稳破坏后于强度破坏。本文采用的方法和研究内容可为类似工程的分析与设计提供参考。     

矩形驳接单层索网玻璃幕墙协同工作下的整体结构受力分析

目前,单层索网玻璃幕墙在现代建筑中得到了日益广泛的应用,其整体结构受力研究通常采用拉索与玻璃分开进行分析。本文利用有限元3D实体模型,考虑了竖向与横向预应力拉索非平面及矩形驳接件与玻璃之间的作用,设置了玻璃厚度、竖向预应力索与玻璃间距、竖向索与横向索间距、索直径和预应力等参数,在风荷载和自重荷载共同作用下,对矩形驳接单层索网玻璃幕墙协同工作下的整体结构,在各种参数下进行了受力有限元分析,并与以通常计算方式所计算的结果进行了比较,为进一步完善点式玻璃的设计和在实际工程中单层索网玻璃幕墙进行整体进行受力分析提供了依据。     

世博轴阳光谷钢结构设计与研究

世博轴及地下综合体工程为2010年上海世博会园区标志性建筑之一,其顶棚结构由阳光谷钢结构和索膜结构组成。针对阳光谷体型尺度大、曲面空间复杂、悬挑跨度大、三角形网格组成的单层钢结构体系的特点,结构设计进行了多遇地震作用下的弹性分析、反应谱法罕遇地震作用分析、罕遇地震作用下结构的弹塑性时程分析。分析结果表明,阳光谷结构不仅在各种荷载组合工况下处于弹性工作状态,并且具有较好的抗震性能,达到了大震弹性的抗震能力;结构的控制荷载主要为风荷载;结构传力途径丰富,具有良好的承载能力。     

苏州永旺梦乐城单层椭球面网壳设计

苏州永旺梦乐城玻璃球是一巨型单层椭球面网壳,该单层网壳长轴尺寸46.5m,短轴尺寸40m,高40m,经"切割"后覆盖在下部主体结构,外包玻璃幕墙。网壳嵌入下部混凝土结构,在2~5层设有支承点。网格布置为凯威特型,采用分析软件MIDAS GEN对该网壳结构进行静力分析、特征值分析和非线性屈曲分析,得到了该结构的极限承载力。此外,还进行了节点设计和支座设计等。     

深圳湾体育中心钢结构屋盖设计及研究

深圳湾体育中心钢结构屋盖为超大跨度空间结构,由单层网壳、双层曲面网架及竖向支撑系统构成。单层网壳为复杂的空间曲面网格结构,采用箱形弯扭构件编织而成的四边形网格构成。竖向支撑系统包括支撑网壳的31根树形柱、支撑网架的V形柱、观景桥立柱和下沉广场西立面幕墙柱。详细介绍了钢结构屋盖的结构体系及特点,给出了结构的基本静力和动力特性,并对温度作用以及结构设计中的一些关键问题进行了深入分析。对在结构设计中起控制作用的结构稳定问题进行了全面分析和研究。通过多点多维分析和大震下的动力弹塑性分析,详细研究了结构的动力特性及抗震性能。最后,对钢结构的节点设计准则及关键节点的设计做了简要介绍。     

夹板式单层玻璃板承载性能的简化设计方法

夹板式幕墙系统是一种新兴的玻璃幕墙体系,且近年来工程实践发展迅速,但其理论与设计方法的研究却远滞后于它的实际应用,尤其是目前的规范尚未对夹板式玻璃板承载性能的设计方法做出规定.本文在试验和大量有限元参数分析工作的基础上,提出了夹板式单层玻璃板面外受弯、面内局部承压以及压弯共同作用的受力性能简化设计方法,通过设计方法与试验结果的对比,进一步论证了简化设计方法的有效性.     

北京东方文化艺术中心单层索网幕墙设计与施工

对北京东方文化艺术中心单层索网幕墙设计与施工的全过程进行了分析,包括索网体系的有限元计算、幕墙四点支撑玻璃面板的有限元分析以及索网体系施工方法等内容.有限元计算结果验证了索网幕墙设计的正确性,同时说明.对索网体系进行有限元分析时,须对索网整体结构建模,以考虑边界条件对索网受力的影响.本文为索网幕墙的研究与应用提供了技术手段和参考资料.     

东莞篮球中心大型双曲面单索玻璃幕墙施工技术

东莞篮球中心幕墙工程采用复杂的三向空间曲面形状,单层索网结构.索网预应力的控制是玻璃幕墙施工的关键,考虑玻璃幕墙的安装要求及索张拉对整个结构的影响,研制用于该施工技术的节点接驳件,严格控制拉索下料长度及节点标示.环向拉索采用分步分级进行张拉,并通过运用有限元分析软件和对张拉过程应力监测,确保了工程质量.     

东北农大研究生院大楼玻璃采光顶结构设计分析

由部分单层椭球体壳和其后的竖直玻璃幕墙组成的采光顶结构,采用点支式玻璃幕墙,结构通透、美观,视觉效果好。部分单层椭球体壳结构,由于其结构形式复杂,以往对于该类结构研究较少,对于其力学性能缺乏了解,因此采用ANSYS软件对部分椭球体结构进行了各种荷载工况的分析,同时分析了结构的稳定性,得到了各种荷载对结构受力性能的影响,为结构设计提供了依据。     

南京南站北入口27.80米高幕墙的结构设计

京沪高速南京南站属于特大型旅客站房,其地上部分外立面玻璃幕墙为框架式明框玻璃幕墙,框架结构竖向支点间的最大间距27.8米,属于典型的大空间大跨度结构形式,由于有关联结构(椽子)和附属结构(窗花)共同的作用效应,因而幕墙的结构受力设计较为复杂。本文以南京南站北入口局部幕墙为研讨对象,介绍了幕墙的力系分解和几种幕墙结构受力的解决方案,进而探讨大跨度幕墙的设计分析方法。