蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计及加强

利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。     

点刚度法在提高柱面网壳刚度中的运用

阐述了点刚度法的基本概念。以 4 5m× 81m双层柱面网壳为例 ,对柱面网壳杆件布置形式对网壳刚度及用钢量的影响进行了研究。分析了两向正交正放、两向斜交斜放、正放四角锥、棋盘形四角锥、正放抽空四角锥等几种形式在相同荷载条件下的内力分布、三个方向最大位移及用钢量方面存在的差别。用点刚度法加以解释 ,得出了一些方法和结论。     

蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计分析

针对单层蜂窝型柱面网壳结构强度和刚度较低,无法满足大跨度网壳结构需求的特性,提出了一种正放六角锥体系双层蜂窝型柱面网壳。即首层壳面为一类单层蜂窝型柱面网壳,二层壳面沿网壳跨度方向连接各节点。通过在每个单独的六边形网格中添加一个相应的正放六角锥型腹杆来实现网格间的连接,从而提高单元网格的强度和稳定性。单层蜂窝型柱面网壳结构与正放六角锥体系双层蜂窝型柱面网壳力学特性比较分析表明:基于双层网壳结构下的最大位移随着矢跨比的增大而增大,对于水平支撑较好的网壳结构,较小跨径比的结构具有更大的优势;加强后的正放六角锥蜂窝型双层圆柱面网壳刚度远大于单层蜂窝型柱面网壳结构。     

杆件失效路径对网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究基础上,进一步分析两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应.基于有限元程序ANSYS建立网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法对网架结构热力耦合非线性反应进行了分析.结果表明,在大空间建筑火灾非均匀温度场中网架结构具有不同的杆件失效路径,正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在各自的杆件失效路径下临界温度趋于一致;网架结构在火灾中产生适度数量的杆件破坏,可更大程度地释放附加温度应力,表现出结构具有较高的抗火承载力和临界温度;两向正交正放网架的水平支撑桁架体系的抗火承载力对结构的整体抗火承载力有较大影响.按上弦杆具有相同应力比的结构模型,分析得到的失效杆件是影响结构抗火承载力的关键杆件.上述结论可为进一步研究网架结构抗火设计方法提供理论依据.     

长跨度球形结点钢结构架施工测量

海河桥收费站属于外环线改造工程，位于外环线程号21＋400处，设计采用正放四角锥钢拱螺栓环节点网架结构形式，网呆支撑采用钢立柱，净跨距72．8m，由平网架及拱网架组合而成，外观整体形成提篮式造型。是津门首座最大收费站。     

考虑安装应力的网格结构稳定承载性能试验研究

为研究安装应力对网格结构承载性能的影响,对平面尺寸为7m×12m和5m×12m的两个正交正放四角锥网架进行破坏性试验及有限元分析,结果表明安装应力使网格结构稳定承载力出现较大幅度的降低。对204个平板网架模型和140个双层柱面网壳模型进行参数分析,得到安装应力对稳定承载力的影响系数。采用有限元分析方法研究了38个具有整体失稳可能性的双层球面和双层柱面网壳模型,得到了稳定承载力安全系数K的合理取值范围。结果表明：试验测得的整体变形、刚度和稳定承载力与理想结构存在明显差异;安装应力对稳定承载力的影响系数服从正态分布,平板网架、双层柱面网壳稳定承载力影响系数分别为0.50和0.55;当考虑安装应力初始缺陷,采用Marshall压杆屈曲失稳模型时,建议K取2.0;由于JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》提供的全过程分析方法未考虑杆件初始应力,建议K取3.0。     

多点支承双层柱面网壳结构设计

针对北安分局养老中心屋顶曲面造型、跨度大的特点,选取了双层正放四角锥柱面网壳结构的设计,系统介绍了多点支承双层网壳结构的材料选择、荷载取值与内力计算、构件的承载力和稳定性验算、变形及节点设计与施工,为设计建造同类工程提供了参考。     

某大型网架结构检测与鉴定

某高速公路收费站网架为螺栓球节点正放四角锥网架结构,网架整体采用多点支撑。因废弃多年,由于结构出现严重锈蚀损伤等问题,对网架进行结构检测。根据现场实测数据建立屋盖结构计算模型,对屋盖进行结构强度和整体变形的分析。通过现场检测与计算结果,得出屋盖产生损伤的主要原因,并对屋盖网架整体安全性进行了评估。同时,分析影响类似屋盖结构在役过程中安全性的主要因素,为类似钢结构检测鉴定提供参考。     

湘潭大学体育馆斜拉网壳屋盖受力分析

湘潭大学体育馆斜拉网壳屋盖由两片正放四角锥柱面网壳和24根预应力斜拉索组合而成,采用周边铰支撑.本文根据荷载及边界条件分析了不同预应力拉索作用位置和预拉力大小对屋盖结构的影响,提出了斜拉网壳存在一个最佳的拉索作用位置和合适的预拉力值使得该屋盖体系受力最为合理,且用钢量最少.     

边界条件对平板网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应。基于有限元程序ANSYS建立了网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数η的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的抗火承载力。上述边界条件对网架结构抗火性能的影响规律,为确定网架结构抗火性能关键参数分析方案提供了理论依据。     

预应力拉索网格结构的设计与研究

结合近年来多项预应力拉索网格结构工程的实践 ,以多个各具特色的预应力拉索网格结构工程———山西太旧高速公路标志建筑斜拉网壳和悬挂网架 ,广州越秀山体育场挑棚斜拉网架 ,苏州工业园区游泳馆预应力拉索网架 ,厦门海沧大桥收费站预应力拉索网架 ,嘉善体育馆预应力网架 ,浙江海洋学院体育馆斜拉网架为基础 ,阐述了预应力拉索网格结构在工程中应用的形式、设计思想、索张拉力与垂跨比的关系以及拉索作用方式和效果。     

厦门海沧大桥收费棚结构选型设计

本文结合斜拉网架特点,介绍了厦门海沧大桥收费棚结构选型设计,着重介绍了其预应力拉索的布置和塔柱的形式。     

浅谈网架结构工程的监理

结合具体工程实例,介绍了网架结构工程的施工顺序及施工工艺流程,对网架结构工程的监理过程进行了总结,提出了网架结构监理工作的重点,以积累钢网架安装工程监理经验,确保网架结构工程的质量。     

钢网架结构安全性评估实例分析

总结了内蒙古几座电厂中钢网架工程安全性评定咨询工作,旨在交流钢网架结构设计、施工和验收工作经验,探讨结构安全性评定、咨询方法。     

铝网架结构的研究与工程应用

本文对铝网架结构的设计与制作技术作了介绍,给出了一种采用非焊接技术,压力成型的铝网架杆件制作专利技术,文中对中国建筑科学研究院承建的典型铝网架结构工程作了介绍。     

斜拉网格杂交结构设计中的若干问题

斜拉网格结构是网格、塔柱和斜拉索协同工作的杂交空间结构,刚柔相济,受力合理。对斜拉网格杂交结构的结构布置、结构分析和节点构造等设计中的若干问题进行了探讨,可供工程设计参考。     

福州国际机场收费棚大跨不等高砼屋面框架梁方案选择与设计

针对福州国际机场高速公路主线收费棚大跨不等高屋面梁这一特殊结构设计,提出了斜柱支撑桁架梁结构和后张有粘结部分预应力混凝土大梁结构两种方案,并采用大型空间有限元软件进行了计算分析比较,对优选并成功实施的结构方案的设计方法进行了介绍,为类似工程设计积累经验。     

火灾均匀温度场中正放四角锥网架结构临界温度研究

随着温度的升高,钢材的力学性能将会发生较大的变化。钢结构在均匀温度场达到承载能力极限状态时的临界温度是钢结构抗火性能的重要特征,而网架结构的临界温度主要受网架的几何特征、荷载比、构件稳定应力的影响。本文通过对不同参数条件下正放四角锥网架结构在均匀温度场中结构反应全过程分析,得到不同参数条件下正放四角锥网架结构的临界温度,为大空间建筑网架结构抗火设计实用方法提供理论依据。     

中国禄丰侏罗纪世界遗址馆主厅结构设计

中国禄丰侏罗纪世界遗址馆主厅为高烈度区不规则大跨结构。在结构设计中采用钢网架-框架柱-巨型柱(核心筒)结构体系,通过结构整体建模分析了地震力影响。考虑地震荷载引起的弯矩和轴力增加,采用加强核心筒、增强核心筒与钢网架连接、设置周边橡胶支座等措施,解决不规则结构抗震和超长问题,达到了建筑形体和结构体系的和谐统一。     

网架结构屋盖普通覆盖板应用比较

对网架结构屋盖上广泛采用的普通覆盖板———钢筋混凝土网架板、ＧＲＣ网架板和太空网架板进行了介绍,并通过分析网架结构屋盖体系总体造价,对三种网架板进行了经济比较,给出了经济适用的跨度范围。