索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应研究

研究索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应特性。脉动风既包含有水平脉动风速,又有竖向脉动风速。对柔性较大的索膜结构,竖向脉动风作用将与水平风作用相叠加而使整个结构的风振响应增大。采用非线性随机模拟时程法,研究不同参数时索膜结构在单独水平风作用下、单独竖向风作用下、水平风和竖向风共同作用下的风振响应特性;并比较水平风和竖向风引起的膜结构的风振响应值,找出二者对膜结构所引起的响应异同及规律。一般情况下,水平风和竖向风共同作用引起的位移均值是单独水平引起的位移均值的1.57倍~2.94倍。因此,在研究索膜结构的风振响应时,必须考虑竖向脉动风的影响。     

大跨度骨架式膜结构风振响应分析

介绍了达州体育场大跨度骨架式膜结构工程的抗风设计及风洞试验研究,给出了该结构的平均风压系数参考值。在抗风设计中,运用ANSYS有限元程序,采用体型系数表达的空气动力模型,对结构进行了横向风振响应时程的非线性分析,根据得出的整个风振响应时程曲线,得到该结构产生驰振失稳时的临界风速,通过与设计风速的比较,表明在风荷载作用下,该结构是安全的。     

上海世博轴复杂张拉索膜结构的找形及静力风载分析北大核心CSCD

提出了复杂张拉索膜结构的分步找形法,将复杂张拉索膜结构拆分为膜面子结构、柔性支撑子结构及刚性支撑子结构,依次对膜面子结构、柔性支撑子结构单独进行找形分析,然后组合各子结构进行整体找形.该方法简化了复杂张拉索膜结构的找形分析,可获得理想的找形结果.采用分步找形法,通过10个步骤,在专业索膜结构软件EASY中完成了世博轴张拉索膜结构的找形研究.编制了风荷载导入程序,直接依据风洞试验测点数据在EAS-Y中划分出风荷载等压面云图,将各风向的风荷载准确、快速地施加至计算模型.进行了静力风载研究,并运用自行开发的EASY至AutoCAD后处理接口程序分析、提取了计算结果,发现结构在45°、90°、225°、270°风作用下的响应最为强烈.     

上海世博轴复杂张拉索膜结构的找形及静力风载分析

提出了复杂张拉索膜结构的分步找形法,将复杂张拉索膜结构拆分为膜面子结构、柔性支撑子结构及刚性支撑子结构,依次对膜面子结构、柔性支撑子结构单独进行找形分析,然后组合各子结构进行整体找形.该方法简化了复杂张拉索膜结构的找形分析,可获得理想的找形结果.采用分步找形法,通过10个步骤,在专业索膜结构软件EASY中完成了世博轴张拉索膜结构的找形研究.编制了风荷载导入程序,直接依据风洞试验测点数据在EAS-Y中划分出风荷载等压面云图,将各风向的风荷载准确、快速地施加至计算模型.进行了静力风载研究,并运用自行开发的EASY至AutoCAD后处理接口程序分析、提取了计算结果,发现结构在45°、90°、225°、270°风作用下的响应最为强烈.     

杭州大剧院大跨椭球面屋盖和圆锥面幕墙结构的风振响应分析

本文利用刚性模型风洞试验得到的风荷载时程,对大剧院大跨椭球面屋盖和圆锥面幕墙结构进行风振响应时程分析,总结了该组合结构位移风振响应和加速度风振响应的特性.     

某大跨径人行桁架桥的风振响应研究

在风洞试验获得结构表面风压分布和风荷载的基础上,根据精确的CQC计算公式,编制了结构风振响应计算程序,并对桁架桥做了风振响应研究,获得了设计所关心的杆件和节点的响应,对设计起到了指导作用.     

体育场主看台弧形挑篷气弹模型风洞试验和响应特性

体育场看台挑篷是典型的风敏感结构。气动弹性模型风洞试验是研究其风振响应的有效方法,但由于挑篷结构质量轻、刚度小,气弹模型设计和制作均很困难,所以目前在实际工程抗风研究中很少应用。本文以一实际体育场主看台挑篷为对象,研究了这类轻柔结构的气弹模型的设计和制作方法,并通过风洞试验进一步了解体育场主看台挑篷的风振响应特性,获得了这类结构的风致响应的基本特征。     

大跨度单层网壳结构风振响应的流固协同分析

风振计算是结构设计中的一项重要内容,该方法在进行复杂结构风振计算时的准确性值得商榷.利用风洞试验进行风振响应分析存在成本高、周期长、试验复杂等缺点.研究了运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)中的非稳态计算,获取建筑物表面风荷载时程,通过网格数据插值,将风荷载直接作用于有限元模型的相应节点进行动力时程分析,提出了适合此类结构使用的风振系数简化计算公式.采用该方法对某一大跨单层悬索式网壳结构的风振响应进行了计算.结果表明,流体动力学与固体有限元程序之间的协同分析,不但支持不同软件不同节点之间的匹配,而且可以考虑自然风的时空相关性以及结构高阶振型的影响,更加精确地反映结构实际的风振情况.     

750kV变电站构架柱顶避雷针及地线柱结构风洞试验研究

变电站构架柱顶避雷针及地线柱是对风荷载极为敏感的高耸结构,其风致振动破坏对变电站的安全运行影响很大。针对某750 kV变电站构架柱顶避雷针结构进行了气动弹性模型风洞试验,获得了模型结构的动力特性、高风速下顺风向风振响应和低风速下横风向风振响应以及结构的分段风振系数,经与现行相关设计规范的风振系数计算值、有限元时程分析数值对比,表明现行规范对这类结构的风振系数存在低估的风险。     

大跨结构抗风研究现状及展望

大跨结构是典型的风敏感结构,风荷载和风致振动常常是控制结构安全性的主要因素.本文系统回顾了国内外大跨结构抗风研究领域的进展,主要涉及风洞试验、大跨结构气动弹性模型、风振系数、等效静风荷载、风致响应等方面,并对存在的不足以及进一步研究的方向提出建议.     

世博轴索膜顶棚和阳光谷钢结构设计简介(英文)

世博轴及地下综合体工程是 2010 年上海世博会园区标志性建筑,其屋顶体系由索膜顶棚结构和阳光谷钢结构组成.分别介绍了索膜顶棚结构和阳光谷钢结构各自结构特点.对索膜结构,阐述了设计中膜材的安全系数取值、风荷载取值、膜面应力位移分析、防连续倒塌分析及地震作用的考虑等内容.文章还介绍了阳光谷钢结构的整体受力、变形特点、节点设计特点,详细分析了单杆稳定强度失效后对结构整体稳定性的影响.得出了作为大跨度柔性张拉结构的索膜顶棚和大跨度单层网壳结构的阳光谷均满足设计要求的结论.     

2010年上海世博会主题馆屋盖结构弹塑性极限承载力分析

以上海世博会主题馆屋盖结构为研究对象,采用通用有限元程序ANSYS对结构整体模型和屋盖单独模型进行弹塑性极限承载力全过程分析,分析结构的屈服机制、失效机制和结构在屋盖单独模型和整体模型中的全过程反应特征。分析表明,张弦桁架结构的预应力索杆体系可有效提高结构的刚度,结构塑性发展遵循连续梁结构的力学性态,结构的弹性支承边界条件在一定程度上能提高结构的极限承载能力。     

世博轴大跨度索膜结构设计与研究

世博轴及地下综合体工程是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。索膜顶棚采用了连续张拉式柔性结构体系,具有大跨度、大位移、几何非线性特征较强等特点。通过研究膜材安全系数的取值、风致响应、膜面位移控制的取值方法等问题,明确了膜结构的设计原则。通过多个程序的计算分析,研究了膜材的长、短期荷载组合下的应力、变形。膜面最大应力满足设计要求,最大位移不影响建筑使用。通过结构在小风下的膜面位移分析、局部倒塌分析,论证了结构的舒适性、安全性。     

上海世博会主题馆结构设计与建造方面的一些思考

主题馆作为2010年上海世博会一轴四馆核心建筑群的重要组成部分,是国内最大跨度展厅之一。针对屋盖跨度大、整体结构超长且平面不规则等问题,对屋盖结构体系选型和下部框架支撑体系选型进行了详细比选,最终,屋盖采用由新型索撑张弦桁架与立体桁架组成的长度为270m的4跨连续梁结构,下部钢框架采用了钢-黏滞阻尼支撑形成的混合支撑框架体系。在结构设计阶段以及施工过程中,针对施工中的一些关键技术问题进行了详细研究,主要包括126m跨度张弦桁架的施工张拉过程以及关键节点设计,屋盖支座施工过程释放,以及大跨度预应力楼面的施工张拉问题。     

上海世博会瑞士展馆种植屋面设计及施工

介绍了2010年上海世博会瑞士展馆种植屋面工程的特点、设计和施工,着重指出了种植屋面各个层次的施工要点及节点处理方式。     

2010年上海世博会马来西亚馆结构分析与设计

2010年上海世博会马来西亚馆的屋盖造型新颖独特,其结构设计的关键问题在于如何进行结构选型及如何保证屋面结构面内刚度。借鉴传统马来西亚建筑结构形式,对三种结构方案进行分析比较,选择了传力路径明确且便于施工的结构方案;提出在屋面薄钢板屈曲后,以不考虑塑性板带刚度的方式来近似量化屋面板蒙皮效应,通过折减屋面钢板平面刚度使蒙皮效应直接在整体计算模型中体现;最后介绍了为适应屋盖造型和保证屋面刚度,工程主要节点的构造分析与处理等。结构选型的思路及量化薄板蒙皮效应的方法可供类似结构分析时参考。     

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。     

城市中的世博与世博中的城市

2010年的上海世博会具有双重的"城市"意义.从世博会与城市发展的互动关系来看,2010年的上海世博园区建设将导致上海的城市空间结构重心发生重大转移,世博园区及其周边地区将成为上海城市中心体系中一个新的枢纽.世博园区的建设或许可以为城市指引一个新的发展方向,其园区规划对城市精神与和谐概念的弘扬,明示着城市未来的发展方向.     

构筑多模式的现代复合交通体系——上海世博公园交通系统规划设计

上海世博公园不仅是2010年上海世博园区核心公共空间,更是上海中心城区及沿黄浦江的一块结构型公园绿地。上海世博公园绿地要承载超高密度人流,交通系统规划设计是关键。本文围绕构筑多模式的现代复合交通体系,在分析公园外部交通条件的基础上,对绿地内部道路交通系统的合理布局做了阐述,同时对集散空间、游船停泊系统、无障碍设计等交通设施的设计进行了分析介绍。     

世界品味 中国韵味 2010上海世博园区世博公园创作

以2010上海世博园区世博公园为对象,分析了世博公园设计的主题内涵,着重研究了世博公园"滩与扇"总体结构,并对多系统交织的格局进行了阐述,综述了世博公园的总体特征。