苏州吴江某总部大楼超限结构设计

该工程为带斜撑转换的复杂高层建筑,斜撑转换结构传力直接,构造简单合理,斜撑转换楼板及水平拉梁有较大水平推力,补充转换部位的楼板应力分析,对转换结构设置抗震性能目标,保证结构具有良好的抗震性能。屋面幕墙支撑桁架高达15 m,通过设置竖向平面桁架、平面外侧向桁架及下部水平支撑桁架形成空间桁架,保证水平荷载的有效传递。     

基于抗连续倒塌分析的某连体结构方案比选

通过预设连体部位结构抗震性能目标,关注连体结构方案的抗连续倒塌性能,详细论述了某大跨连体结构分别采用大跨度楼面钢梁、大跨度钢梁转换、大跨度空腹桁架转换以及大跨度实腹桁架转换等4个方案的技术、经济可行性。分析结果表明,大跨实腹桁架转换方案在材料用量及满足建筑需求等方面综合较优;大跨钢梁转换方案抗连续倒塌能力较弱,大跨度楼面钢梁方案次之,大跨度桁架转换方案具有较好的抗连续倒塌能力,通过在各榀转换主桁架之间设置横向联系次桁架,可进一步加强连体部位转换桁架的抗连续倒塌能力;连体部位结构采用多榀结构布置方案,符合“结构分区”抗连续倒塌概念设计要求,可有效控制连续倒塌范围。由于偶然作用的随机性、不确定性,抗连续倒塌拆除构件法的“构件”由重要竖向构件扩展到重要水平构件是必要的;对类似桁架等平面及空间结构类型,拆除构件法的“构件”进一步扩展到受力单元“构件组”更加合理。     

铰接式斜撑平面桁架拱的平面外弹性屈曲性能

对设置连续和不连续斜撑的平面桁架拱的平面外弹性屈曲性能进行研究。首先,研究连续斜撑平面桁架拱,得到一个理论上的平面外弹性屈曲荷载的封闭解。通过有限元法分别研究不连续支撑平面桁架拱的两个重要参数——斜撑阈值刚度和相邻支撑间一段拱的平面外弹性屈曲荷载。此外,有限元结果显示,如果平面桁架拱由在腹杆与弦杆间使用相贯节点制作而成且受上弦杆约束,那么受刚度不足的影响,下弦杆的外平面屈曲可以完全避免平面桁架拱产生外平面屈曲,之后桁架拱会完全受上弦杆所约束。     

中国黄海湿地博物馆结构设计

中国黄海湿地博物馆在原盐城火车站基础上进行改建，下部结构采用框架+BRB结构，上部屋盖采用大跨度桁架加强网壳结构。对大跨度屋盖选型优化进行了简化模型对比分析，对格构柱底铰接、刚接方案进行了讨论，对超限判断和应对措施、钢屋盖整体稳定和抗连续倒塌能力、下部主体结构加固方案进行了介绍。结果表明：桁架加强网壳结构结合了桁架和网壳结构的优势，钢屋盖整体稳定性能和抗连续倒塌性能均较好。马鞍形屋面相比平屋面，竖向和水平刚度均大很多，结构设计时充分利用桁架加强网壳结构和马鞍形造型的优势，实现了用较小的结构高度实现大跨空间。     

某U形悬挑结构设计与分析

本工程屋顶层东侧整层挑出,悬挑长度16.80m,并在悬挑端南北向封闭形成U形悬空办公空间.悬挑结构采用钢桁架方案,并通过多方案比选确定满足建筑要求、结构安全及经济合理的桁架形式.详细介绍了悬挑结构承载力、变形、抗连续倒塌、楼盖舒适度、楼板应力及复杂节点等专项分析.结果表明:悬挑桁架向主体结构内部延伸一跨、支撑桁架的框架...     

郑州某奥体中心方案结构可行性设计与分析

郑州某奥体中心方案包括体育中心、体育馆和游泳馆3个子项,地上结构最大平面尺寸351m×306m。本文首先结合建筑方案对体育中心子项索网屋面做法的结构可行性进行详细论证。随后对体育中心子项自平衡巨型拱结构的结构可行性做了系统分析。同时对体育中心子项看台顶部承压拱桁架做法做了结构概念设计。最后对体育馆、游泳馆子项的大跨度屋面形式进行了可行性设计及分析论证。研究及设计结果表明:通过选用合理的结构设计方案,提出的的钢结构屋面基本可以满足规范相关设计要求,结构方案判别可行。     

南京扬子江智慧中心巨型弧状立体桁架设计北大核心

南京扬子江智慧中心为大型城市综合体建筑,地下3层,地上为四塔建筑,建筑平面为上窄下宽收腰型平面,体型复杂。巨型桁架位于底部裙楼南侧,高度为16.5m,宽度为4.1m,跨度为62.9m,平面投影为弧形;桁架内侧为指挥大厅,外侧为连廊,均3层通高。由于桁架跨度和高宽比较大,在屋面压力作用下易发生平面外失稳;对于弧状桁架,桁架结构质心位于支座连线之外,沿支座连线方向的附加弯矩增大了桁架失稳的风险,需采用有效的结构形式和构造措施,以保证桁架正常工作。采用结构概念设计、多模型包络设计和有限元数值分析等多种力学分析方法,以实现结构既定性能设计目标。补充偶然荷载作用下结构抗连续倒塌和人行荷载作用下结构楼板舒适度两种验算工况,保证巨型桁架满足承载能力极限状态和正常使用极限状态要求。     

某50.4m跨门形高层建筑转换桁架设计与施工

某门形建筑的连接体高达14层(包含屋面),转换桁架跨度为50.4m。结合概念设计和计算分析,对该大跨高位转换桁架形式进行多方案比选,确定了在7~9层和13~15层设置完整跨层钢骨混凝土转换桁架、在9~13层设置部分斜腹杆的转换结构方案。针对选定的转换结构方案,采用施工全过程模拟分析,比较了不同施工方案对应的转换结构内力大小。结果表明,转换桁架的钢骨在地面焊接成钢骨桁架后再整体提升的施工方案更合理。根据施工模拟分析结果优化了结构布置,设计出了简单可靠的节点构造。并介绍了按实际施工步骤实现施工模拟分析的计算方法以及转换桁架的施工要点。     

瑞金体育中心体育场钢结构屋盖设计

瑞金体育中心体育场是一座综合性体育场馆。东西看台屋盖主要通过下部混凝土柱和环向平台梁支撑,屋盖悬挑部分采用双向斜交折形平面桁架结构,立面部分则由双向斜交折形平面桁架汇总形成梭型倒三角桁架支承于环向平台梁。通过总装模型分析整体结构在静力荷载、温度、地震等作用下的受力性能分析,进行了抗连续性倒塌分析和复杂节点设计,结果表明结构具备较好的安全储备和抗连续倒塌能力,供类似工程设计参考。     

李渡新区体育中心体育场罩棚结构设计

李渡新区体育中心体育场钢结构罩棚由两片月牙造型的空间结构组成,采用骨架和张拉相结合的膜结构,主受力结构由带大型拉压杆的立体桁架和跨度245.6 m的拱桁架组成。工程设计难点为场地限制造成的拱结构平面外弯折,结合具体的结构设计,详细介绍罩棚结构的静力、动力性能和拱结构方案的选择,分析温度荷载和风荷载对大跨度结构的影响。     

大跨度屋面钢桁架安装施工技术

屋面钢结构管桁架结构具有造型美观、结构受力合理、空间开阔的特点,是大型展厅、车站候车室、体育场馆屋面工程通常采用的结构形式.其结构形式复杂、跨度大,制作、安装技术要求高.文章结合实例介绍了大跨度屋面钢桁架安装施工技术.     

成都万达城娱雪乐园大跨屋盖结构体系研究

结合特殊的建筑功能需求及建造的经济性,成都万达城娱雪乐园屋盖结构采用排架柱+立体管桁架结构方案,立体管桁架采用倒三角形形式,最大跨度达174m,两端通过抗震球支座连接于排架柱柱顶;为减小因支承点与桁架截面形心偏离产生的较大水平力,优化桁架支承点的高度,支承屋盖的排架柱截面高度达3m;为充分利用材料性能,柱截面采用工字形混凝土截面,垂直框架方向采用双梁与排架柱连接形成框架;为确保简化计算模型的准确性及合理性,选取典型单元进行实体模型及杆系模型受力对比研究。分析结果表明,简化模拟的计算结果准确合理;连系桁架在减小下弦龙骨跨度的同时提高了立体桁架的冗余度,在防连续倒塌性能的提高方面得到体现。     

环肋型悬挑桁架在某体育场钢结构罩棚中的应用

某体育场结合建筑屋盖的连续造型,采用"环肋型悬挑桁架+外圈立体桁架约束环+端部钢拉杆+局部柱间V形支撑"的结构体系。该结构体系充分利用屋盖曲面的整体面内刚度,并在外圈设置一道立体桁架的约束环,以形成良好的整体刚度。其中,屋盖曲面的面内刚度由其各榀悬挑桁架上弦连续的交叉斜撑提供。屋盖钢结构体系仅通过铰接钢柱脚支承在2层混凝土楼盖上,与下部混凝土结构为相对独立受力体系,避免两者之间的不利影响。重点介绍这种结构体系的静力性能、非线性极限荷载分析及抗连续倒塌性能分析设计。     

泰州国际博览中心二期屋盖结构设计

阐述了泰州国际博览中心二期钢屋盖的设计思路。该工程二层展厅分为2个90m×108m的展厅及1个27m跨的过厅,屋面跨度90m。根据建筑师要求,屋面结构设计舍弃了传统的桁架及网架结构形式,借鉴桥梁结构设计方法,采用大跨钢梁+斜拉索的结构形式。通过斜拉索及过厅屋面桁架的设置,较好地控制了屋面钢梁的变形及材料用量,也为斜拉索的固定提供可靠支承条件。     

泰州国际博览中心二期屋盖结构设计北大核心CSCD

阐述了泰州国际博览中心二期钢屋盖的设计思路。该工程二层展厅分为2个90m×108m的展厅及1个27m跨的过厅,屋面跨度90m。根据建筑师要求,屋面结构设计舍弃了传统的桁架及网架结构形式,借鉴桥梁结构设计方法,采用大跨钢梁+斜拉索的结构形式。通过斜拉索及过厅屋面桁架的设置,较好地控制了屋面钢梁的变形及材料用量,也为斜拉索的固定提供可靠支承条件。     

邯郸文化艺术中心基于性能的抗震设计

邯郸文化艺术中心包括博物馆、大剧院、城规馆和图书馆,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构与钢结构的混合结构。博物馆和图书馆利用多层结构高度形成巨型悬挑钢桁架,将部分楼层整体悬挑。外围钢桁架为空间曲面,结构形式复杂。大剧院上方的椭球形顶盖采用双向正交钢管桁架体系形成双层网壳结构。壳体平面尺寸为108m×85m,高度为22.5m。结构内部空旷,楼板开洞较大,楼板标高复杂,造成楼板不连续。结构刚度分布不均匀。巨型悬挑钢桁架和转换结构造成抗侧力构件竖向不连续。整体结构属于复杂超限工程。针对结构特点,采用基于性能的设计方法,对重点部位制定了性能目标。采取了加厚楼板、设置楼板暗撑、加强墙体约束等抗震加强措施。采用多种程序分析了结构在不同地震水准作用下的弹性或弹塑性响应。补充了楼板应力分析、重要剪力墙应力分析、钢结构稳定分析、防止连续倒塌分析、壳体单独模型分析等。结果表明,结构能够实现设计性能目标,具有良好的抗震性能。     

某大跨度罩棚结构基于支座刚度的对比分析

某体育场西侧罩棚采用倒三角形空间桁架拱作为其长跨方向的主承重结构体系,屋面结构通过短跨方向的桁架梁支承于该桁架拱的下弦,主桁架拱的拱脚支撑于两端地面基础,结合独特的建筑造型,主拱桁架在竖向平面内还以一定的角度倾斜。针对主桁架拱在本工程中的重要性,设计中除了考虑满足各项常规要求,同时还进行了基于不同拱脚支座刚度的对比分析。分析结果表明,在拱脚支座刚度满足一定要求时,本工程罩棚钢结构的整体稳定性能和抗震性能可以得到保证。     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

石家庄国际展览中心展厅结构设计

石家庄国际展览中心展厅采用纵向索通过受压竖杆支撑横向索的双向悬索结构体系,主承重方向为主索及受压竖杆,次承重方向为索桁架,双向均为平面柔性结构,两者相互垂直布置互为面外支撑。通过施工阶段模拟分析,考虑几何非线性建立施工完成态模型,再针对其进行静载、风、温度、地震等工况及组合工况下结构性能进行分析;对结构体系中关键受压构件,如自锚杆、A形柱等进行了稳定性分析;通过设置上下弦杆及屋面边桁架,提高了结构抗连续倒塌能力。     

靖江市体育中心体育馆上承式张弦桁架拱设计研究

靖江体育中心体育馆屋面为屋脊沿矩形对角线布置的双坡屋面,为统一各榀桁架形状及受力、优化用钢量,设计出一种可适用于不规则坡屋面的新型上承式张弦桁架拱结构。以用钢量最小为目标,采用二次开发的ANSYS优化设计程序,对控制该结构形状的各参数进行优化。结果表明:当桁架跨度小于100m时,宜采用在跨度三分点附近布置2根撑杆的结构形式;拱脚处桁架高度建议取0.45~0.55倍的结构高度,拱脚距支座距离建议取0.06~0.08倍的跨度;结构用钢量随高跨比的增大而减小,当高跨比取0.10时,用钢量接近最优值。