某幕墙支撑网壳结构设计分析

某幕墙支撑结构采用单层柱面网壳形式,结合建筑形态和结构性能确定了网格和构件截面形式,基于有限元软件SAP 2000和ANSYS,对网壳结构进行了特征值屈曲分析,得到了构件计算长度系数;同时进行了非线性全过程分析。结果表明,该网壳结构具有较好的整体稳定性。     

运用NIDA进行钢框架结构二阶直接分析

文章提出了运用二阶直接分析法对钢框架结构进行分析,同时考虑P-A-δ效应以及结构和构件的初始缺陷对钢框架的影响,避免了考虑计算长度问题和单独检查每根构件的稳定性.结构和构件的强度和稳定性可以简单地通过构件截面进行检验.算例表明,这种设计方法较传统线性分析法和计算长度法更加准确和有效.     

直接分析法在异形钢结构设计中的应用及其与计算长度系数法的对比

以某实际工程为例,介绍了应用直接分析法进行异形钢结构设计的步骤及方法.提出一种新的适用于曲线受压构件的分布式屈曲初始单位力施加方式对本例进行线性屈曲分析,确定本例异形受压格构柱的计算长度系数.将直接分析法的结果与传统计算长度系数法进行对比,验证了直接分析法在此类钢结构设计中的适用性.总结了直接分析法应用在异形钢结构设计中的优点,并指出了该法现阶段在确定构件最不利内力时,尚存在的不足.     

北京信息科技大学图书馆中庭喇叭形网壳结构建模与设计

北京信息科技大学图书馆中庭幕墙高25 m,两端粗中间细,形似喇叭,结构形式为单层钢结构网壳,构件采用矩形钢管。由于单层网壳结构非常纤薄,需要重点关注其稳定设计。以钢结构网壳的稳定问题为切入点,以全流程设计为主线,重点从方案比选、精准建模、二阶直接分析法的应用、边界条件等影响结构稳定的几个主要方面展开论述:1)通过改变环向约束构件的数量,将中庭钢结构分为3种网壳模型进行对比,并从中选出最优的结构模型。2)矩形管网壳结构的建模需要构建两个主轴的其中一个垂直于网壳曲面,常规的解决办法是参数化建模,不易操作。从实用角度出发,给出了用MIDAS结合RHINO软件对矩形管结构精准建模的简化方法。3)应用二阶直接分析法进行结构设计,需要模拟包含结构整体缺陷P-Δ_0和构件缺陷P-δ_0。整体缺陷P-Δ_0的模拟可以采用将结构形态按第1阶屈曲模态调整的方法,一般通用有限元软件均很容易做到,构件缺陷可以用半个正弦波模拟,矩形管构件的缺陷需要指定方向,目前一般软件尚不能自动考虑构件缺陷形态和方向,这是应用二阶直接分析法的难点之一。为解决该问题,可以采用EXCEL对MIDAS数据文件进行处理。4)单层网壳结构一般对边界条件的自由度要求较高,采用已获得国家专利授权的一种新型网壳结构支座,该支座实现了约束水平位移和灵活释放竖向位移的效果。通过分析得到:1)由于环向箍的存在,三角形网格方案整体性最好。2)矩形管精准建模方法简单实用,便于设计人员操作。3)构件缺陷P-δ_0建模方法,解决了现阶段软件不能自动实现构件缺陷建模的难点。4)新型专利支座很好地满足了模型边界条件对自由度的释放和约束的要求。     

贵阳“未来方舟”门厅树状支撑单层网壳稳定性分析

对贵阳"未来方舟"E7组团商业门厅树状支撑单层网壳结构进行特征值屈曲分析及几何非线性分析,得到结构的前6阶屈曲模态及荷载-位移曲线,并分析树状支撑对单层网壳结构稳定性的影响。     

树状结构杆件计算长度系数研究

树状结构的杆件受力以轴压作用为主，稳定性是其结构设计中的控制因素。然而由于树状结构的复杂性，在现行规范中并未给出其杆件计算长度系数的取值建议。为解决该问题，首先从理论出发，利用位移法推导了简单平面树状结构杆件的计算长度系数解析式，确定了影响计算长度系数取值的关键参数；然后以有限元特征值屈曲分析法为基础，提出并改进了针对树状结构的1阶整体失稳法，研究了空间树状结构各级杆件计算长度系数随结构高跨比和相邻杆件刚度比的变化规律；最后，通过统计分析给出了空间树状结构树干和各级分支的计算长度系数的取值建议。研究表明，有侧移树状结构的1阶整体失稳模态与悬臂柱相近，而无侧移树状结构的1阶整体失稳模态与两端铰支柱相近，根据该特点可以快速确定树状结构的整体计算长度系数，并进一步确定树干和各级分枝的计算长度系数，以期为工程中高效开展树状结构的稳定性设计提供理论参考。     

武汉火车站复杂屋盖及其支承结构的屈曲分析研究

武汉站大跨空间结构体系复杂,以半拱、主拱、斜立柱和V形撑形成的下部结构体系与上部网壳结构互为支撑,成为一个稳定性良好的拱-壳组合体系。该体系中,主拱、半拱等关键构件的计算长度难以用规范和现成的理论来确定。通过屈曲分析,研究了网壳对主拱、半拱稳定性能的影响。针对空间结构支撑体系的屈曲模态不容易确定的缺陷,通过放大荷载,激发主拱、半拱屈曲模态的方法,提出三种确定特殊构件计算长度的方法,为武汉站结构构件设计提供了必要的依据。     

陕西省自然博物馆球幕影院网壳结构设计

较详细地介绍了直径 3 7 40m ,总高 3 0 2 7m的陕西省自然博物馆球幕影院的网壳设计过程。设计采用XJDST 1钢网架辅助设计软件 ,结构分析采用了基于U .L列式的薄壁构件空间梁 柱单元。除考虑网壳的强度、刚度外 ,还分析了单层球壳的屈曲模态和振动模态的形式 ,通过非线性分析 ,跟踪了网壳屈曲的全过程。针对该项目进行了风洞试验 ,利用球形网壳的风压云图进行了风载验算。设计方法可供同类工程参考。     

深圳湾体育中心钢结构屋盖稳定性能研究

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。首先基于弹性屈曲分析方法,深入地研究了结构的失稳模态和成因;其次,通过全过程跟踪结构的平衡路径,对结构非线性弹性和弹塑性稳定性能进行了研究,揭示了该类网壳结构的特殊失稳机理,提出针对该工程网壳结构的稳定设计准则;最后,采用有限元对网壳的局部稳定进行了分析,基于分析结果给出了网壳构件的计算长度系数取值。     

黑龙江省新博物馆树状结构形态创建与稳定性分析

树状结构是一种具有形态统一特征的新型空间结构形式，特别适用于展览馆、航站楼等大型公共建筑中。以黑龙江省新博物馆自然展区树状结构为例，详细介绍该结构的形态创建过程，通过对单柱方案和六柱方案的比较分析，获得了具有良好建筑效果且受力合理的空间结构形式；对该树状结构进行非线性全过程分析，考察结构的失稳模式，指出对于这种复杂空间刚架体系，整体稳定性分析应同时考虑几何非线性和材料非线性；探讨构件计算长度系数的确定方法，指出树状结构的杆件计算长度系数无法参照规范规定，而应通过对整体模型中的杆件失稳模态分析确定；最后，采用基于整体模型的屈曲分析方法给出各级分枝的计算长度系数取值建议。     

杭州下沙大剧院结构设计重点及难点分析

杭州下沙大剧院为复杂多塔连体结构,下部采用钢框架-钢支撑结构,屋面采用大跨双层空间桁架,采用单层空间网壳结构做落地墙面.本工程根据建筑功能分为两个结构单元,分别对应剧院和多功能厅.介绍了剧院结构设计中的重点,包括多遇地震下的结构响应、振型分解反应谱法和时程分析法的对比、重要节点的有限元分析、连体结构的屈曲分析、空间结构的大震弹塑性分析、超长结构楼板温度作用分析、楼板的大震下应力分析及舒适度分析、风荷载下的结构响应、通高柱计算长度分析和抗连续倒塌分析等,以验证设计的合理性和安全性.     

天津水游城树状支承单层网壳结构性能分析

目前,单层网壳结构已广泛应用于体育馆、会展中心等大跨度建筑中。天津水游城是一大型商业建筑工程,根据其屋盖结构的造型和构成,经过比较后采用有树状支承的单层网壳结构体系来满足建筑功能的要求。利用MIDAS建立了结构的空间有限元模型,在各种荷载工况和组合下进行结构计算,得到了结构的受力和变形特点,并通过控制杆件的应力比选定截面规格,进而通过静力分析、反应谱分析、屈曲分析和非线性分析,得到了树状支承单层网壳结构的各项结构性能,可为工程设计提供参考。     

某复杂商业综合体中穿层柱的结构分析与设计

首先,采用MIDAS Gen对结构进行屈曲分析,表明穿层柱的屈曲滞后于整体结构屈曲。其次,根据欧拉公式推算出构件的计算长度,得出穿层柱的计算长度系数小于规范值。最后,根据本结构的特殊性,提出了穿层柱的性能目标。根据性能目标进行结构设计从而保证结构在中大震下结构的安全度。     

单层椭球形网壳考虑下部结构减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对40m跨单层椭球形网壳结构进行研究和参数分析.模型中的下部结构采用钢筋混凝土柱,以考虑对网壳的影响,并对单层椭球形网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振振型下的模态比较.文中提出此类网壳屈曲约束支撑的布置方式,等截面替换了网壳内的部分杆件,并对有屈曲约束支撑单层椭球形网壳的减震性能进行分析.结果表明,下部结构对结构整体的影响不可忽略,合理布置约束屈曲支撑的网壳结构减震效果较好.     

某大尺寸异型网壳结构的分析与设计实践

文章研究了大空间、异型网壳结构在作为屋面结构时的曲面构建方法,结合实际工程,介绍了空间单层网壳的荷载分布、受力分析、设计过程.最后,通过屈曲分析确定了立柱的计算长度,通过多尺度分析方法找出节点薄弱位置,并针对性予以加强,确保了结构安全.     

西宁站风雨棚结构整体稳定性分析

西宁站无站台柱风雨棚采用"钢管混凝土柱+单层柱面钢网壳"结构,结构最大跨度24.3m。单层网壳结构是一种对初始缺陷比较敏感的结构,其稳定承载能力往往由屈曲后性能决定。而传统的特征值分析法往往会过高估计结构的稳定承载能力,也无法了解结构的后屈曲性能。针对西宁站风雨棚结构采用考虑几何非线性的有限元分析方法,对其整体稳定分析进行介绍。     

几种卷边槽钢竖向承载力计算方法比较分析

北美规范NAS-2004的直接强度法对冷弯型钢构件的畸变屈曲要求单独验算,但我国《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GB 50018-2002）对此还无明确规定。文章在总结冷弯型钢构件畸变屈曲性能的基础上,对其承载力计算方法给予介绍。通过和我国《规范》（GB 50018-2002）的计算结果对比,验证了直接强度法（DSM）在判断卷边槽钢的屈曲模式,计算截面承载力的可行性,结果表明我国《规范》对于中等长度的柱计算偏于安全。因此,建议将中等长度的柱承载力适当提高7%。     

湿式煤气柜顶架网壳结构稳定性分析

针对湿式煤气柜顶架网壳结构负压失稳问题 ,采用几何非线性有限元法对湿式煤气柜顶架通常应用的肋环型网壳结构进行了稳定性分析 ,并归纳弹性屈曲临界压力计算公式和单杆计算长度的计算方法。     

首钢滑雪大跳台结构设计及要点分析

首钢滑雪大跳台外形特异,结构复杂,荷载较大,主体采用钢桁架结构.跳台中部8根V型柱为重要构件,采用屈曲分析计算其临界力并反算柱的计算长度,从而较精确地对其强度进行验算;跳台属于大跨空间结构,采用ABAQUS软件对结构进行非线性有限元分析,以掌握其强度、稳定及刚度等性能的整个变化过程,使结构具有足够的安全度;对于重要的节点,在满足与构件等强度连接的基础上,采用ABAQUS及MIDAS Gen软件对节点进行有限元计算,以验算节点强度;通过可拆卸的连接,将固雪网与结构本体有效地连接,既达到固雪作用,又没有改变赛道表面平整,以便于大跳台在冬奥会之后的利用.     

长沙南站树状柱节点有限元分析

长沙南站主站房为3层框架结构,屋盖为大跨度复杂新型网壳结构,局部屋盖为张弦梁结构,在大跨度处采用两级分叉树状柱支承。树状柱结构的连接节点设计是结构是否安全可靠的重要因素,但对于这种复杂的空间节点,规范未能提出明确的计算公式。以长沙南站钢结构工程为背景介绍了树状柱铸钢节点的有限元分析,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。