整体顶升钢屋盖网壳结构卸载过程模拟分析

针对大跨度钢屋盖网壳结构杆系众多、受力复杂,采用整体顶升施工方法时主体结构下方必须设置临时支撑,结构成型后拆除支撑会使结构体系发生重大转变及杆件内力重分布的问题,以天水市体育中心体育馆钢屋盖结构为例,建立精细化有限元模型,对所有节点和杆件按照不同规格分类分别赋予实际质量。利用ANSYS中的生死单元法跟踪模拟顶升施工全过程,以结构完全成型且未拆撑时的状态作为卸载过程的初始状态。采用约束方程法对整体分级同步和分区分步2种卸载方式进行模拟,对比不同卸载方式下所有千斤顶的内力值及应力值较大杆件的应力随卸载步的变化趋势。结果表明:受力复杂的大跨度网壳结构需制定合理的卸载方案并进行模拟分析,确保结构卸载过程的安全; 卸载时支撑处的部分拉杆变为压杆,应引起足够重视; 此类刚性大跨度结构的杆件应力在分区分步卸载过程中对位移变化较敏感,所以要严格控制每一步的卸载位移量; 约束方程法能实现对主体结构和临时支撑脱离再接触过程的真实模拟,为类似工程提供了可靠的卸载分析方法。     

北京A380机库结构地震反应分析

为检验位于首都机场的北京A380机库结构在地震作用下的安全性,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法计算该结构小震作用下的反应,采用基于静力弹塑性分析的能力谱法及动力弹塑性分析法计算该结构大震作用下的反应.结果表明:小震作用下,机库屋盖三层网架结构的中弦杆件受地震影响较大,三维地震作用下屋盖网架结构绝大多数杆件的内力大于单向地震作用下的内力,屋盖结构的水平地震反应大于竖向地震反应;大震作用下,支承屋盖结构的柱顶最大位移角远小于其限值,塑性铰主要分布在机库后墙x=122 m、x=230 m附近及大门开启边跨中的钢筋混凝土柱两侧的网架下弦杆件,钢筋混凝土柱刚进入屈服,结构整体刚度没有明显下降,结构整体尚未达到最大承载能力.北京A380机库结构设计达到预定的抗震设防性能目标.     

温度作用对大跨度钢屋盖结构受力与变形影响的探讨

温度作用会引起大跨度钢结构构件强度和刚度的变化,以广州某演艺中心体育场馆大跨度钢屋盖为工程背景,建立了大跨度钢屋盖有限元分析模型,对不同荷载工况下钢屋盖杆件应力和关键节点位移进行了对比分析,重点研究了温度作用对钢屋盖应力和变形的影响,结果表明,温度作用对于钢屋盖支座附近杆件以及下弦杆应力的影响最大,在内力设计时应引起重视,而对其他位置杆件应力影响相对较小;温度作用对于钢屋盖支座处节点水平向位移影响较大,负温差会增大桁架跨中竖向挠度,而正温差对于桁架跨中竖向挠度则有所减小。温度作用对大跨度钢屋盖结构受力与变形的影响规律可供同类工程温度分析参考。     

北京大兴国际机场南航机库屋盖创新设计

在超低空域限高场地超大跨度维修机库屋盖设计中,为破解结构受力所需合理高度受限的局面,首次提出了一种新型"W"形斜桁架屋盖结构体系。结合北京大兴国际机场南航机库屋盖的设计实践,阐述了"W"形斜桁架屋盖结构体系设计的具体方案及其创新特点。最终,在40 m超低空域限高场地,仅用11.5 m的结构高度即成功跨越了222 m的超大跨度,屋盖用钢量仅为170 kg/m~2,实施效果良好。斜桁架的设置,改变了超大跨度维修机库屋盖单向受力特性,增强了屋盖空间受力能力,有效缓解了大门边桁架的负担,使得超低空域限高场地超大跨度维修机库的实施成为可能。     

澳门综合体育馆钢屋盖次桁架安装方案及分析

首先分析了澳门综合体育馆屋盖钢结构主桁架和次桁架的受力关系 ,据此确定了次桁架的安装方案 ,并对安装过程中主次桁架的内力、变形及支座反力做了全过程跟踪计算分析 ,验证了安装方案及后续桁架对接的可行性。最后根据桩基的沉降试验数据 ,计算了支座反力及沉降量对整体结构性能的影响 ,验算了结构在产生不均匀沉降状态下的安全性。     

某大空间管桁架屋盖结构整体设计与研究

以锡林浩特第三小学风雨操场为例,建立了单独管桁架屋盖有限元模型,以及两种不同边界约束条件的整体结构模型,通过分析结构的动力特性,比较三种模型屋盖的杆件内力、应力和最大位移的差异,得到支座约束条件的不同对屋盖自振特性和挠度产生影响,单独计算屋盖模型不能完全模拟下部混凝土框架对上部大跨管桁架屋盖的约束作用,为保证结构的设计安全,必要时应对结构进行边界约束条件分析,也为以后的设计工作提供参考。     

某体育文化中心大跨屋盖结构设计

根据建筑效果的需求,上海某体育文化活动中心屋盖选用双向正交布置的张弦桁架结构,通过建立屋盖与下部混凝土结构的整体模型,分析了各工况的结构内力和变形,并利用ANSYS有限元软件对屋盖结构进行了极限承载力分析,结果表明屋盖结构具有良好的受力性能。     

大跨度飞机拆解机库提升施工技术

近年来机库屋盖施工大部分采用整体提升施工方案,由于整体提升过程中网架结构局部受力会发生变化,影响网架结构安全,本文通过介绍山西太原拆解基地项目1#拆解机库工程屋盖施工过程,施工前期采用有限元软件Sap2000V20.1.0,进行验算,模拟分析,计算并置换了原设计中在提升过程中超应力杆件,提升平台进行模拟计算,通过分析验算结果可以看出,提升点布置在网架支座附近,网架杆件受力变化不大,通过置换少量杆件即可保证施工过程的安全性,避免提升过程应力变化对结构的损坏。     

基于向量式有限元法的某开合屋盖结构关键拉杆失效分析(英文)北大核心CSCD

绍兴县体育中心体育场开合屋盖结构由固定屋盖和活动屋盖组成,活动屋盖可以在固定屋盖的轨道上滑动.根据建筑需求,固定屋盖的主桁架设计为扁拱状.为克服扁拱结构效率较低的缺点,主桁架下部安装了一系列实心拉杆形成弓形的结构.显然,拉杆是屋盖结构的关键受力构件,它的失效对整个屋盖结构的力学性能有很大影响.向量式有限元(VFIFE)是一种新型的结构分析数值方法,特别适用于处理动力和大变形问题.本文采用向量式有限元法对屋盖结构闭合和开启状态下关键拉杆的突然失效进行了分析,追踪了关键位置的位移、构件内力以及支座反力的动力响应过程.结果表明,对于单拉杆设计方式,开合屋盖在拉杆失效后呈现很强的动力响应;实际结构设计采用的并行多杆形式能有效减少拉杆失效产生的屋盖结构动力响应.     

太原某机库大门桁架下弦预应力应用分析

项目位于山西省太原市武宿机场综合保税区内,机库大厅平面尺寸125m×63.6m,根据机场限高和工艺要求,确定机库大门桁架高度为11m,宽度为5m。分别采用大门桁架传统设计方案和桁架下弦贯通预应力钢绞线的设计方案进行计算,分析了两种方案的动力特性、大门桁架杆件内力、屋盖挠度、格构柱单肢内力和柱底反力。经计算,大门桁架下弦贯穿预应力钢绞线可有效改善结构受力性能。同时还简述了钢绞线的设计控制指标和张拉施工方式。     

钢管桁架屋盖结构的静力性能分析

通过考虑7种不同的荷载工况组合,对某体育馆的钢管桁架屋盖结构进行静力性能分析,从而得到了结构杆件的内力分布、支座反力及整体结构的变形情况。针对拱桁架和立体桁架的连接方式分别为铰接和固接,对其受力性能进行了比较,可为结构选型、构件截面设计提供参考。     

基于向量式有限元法的某开合屋盖结构关键拉杆失效分析(英文)

绍兴县体育中心体育场开合屋盖结构由固定屋盖和活动屋盖组成,活动屋盖可以在固定屋盖的轨道上滑动.根据建筑需求,固定屋盖的主桁架设计为扁拱状.为克服扁拱结构效率较低的缺点,主桁架下部安装了一系列实心拉杆形成弓形的结构.显然,拉杆是屋盖结构的关键受力构件,它的失效对整个屋盖结构的力学性能有很大影响.向量式有限元(VFIFE)是一种新型的结构分析数值方法,特别适用于处理动力和大变形问题.本文采用向量式有限元法对屋盖结构闭合和开启状态下关键拉杆的突然失效进行了分析,追踪了关键位置的位移、构件内力以及支座反力的动力响应过程.结果表明,对于单拉杆设计方式,开合屋盖在拉杆失效后呈现很强的动力响应;实际结构设计采用的并行多杆形式能有效减少拉杆失效产生的屋盖结构动力响应.     

某高校体育馆钢结构屋盖设计与分析

基于某高校体育馆钢结构屋盖设计过程，比选了3种不同屋盖结构体系，最终选择空间倒三角钢桁架结构作为本项目的屋盖结构形式。采用有限元软件SAP2000对钢结构屋盖进行整体建模，对结构整体动力特性、整体抗震、位移、各杆件设计强度（弯曲、抗剪）、整体稳定应力、重要节点进行有限元分析，经计算分析该项目主馆屋盖钢结构的各项性能均满足规范要求，可保证结构受力的安全可靠。     

镇江大港体育馆钢结构设计

镇江大港体育馆钢屋盖采用变高度管桁架结构体系,其屋盖和墙面组成一个整体,在充分考虑建筑空间要求与结构传力特点的基础上,优化布置次桁架和支撑体系,加强了管桁架结构体系的空间受力性能。通过灵活布置铰支座、X向弹簧支座、Y向弹簧支座和双向弹簧支座四种形式的支座,保证钢结构整体刚度和受力性能处于最优状态。     

新型索-球管边桁架机库屋盖体系研究

为破解球管桁架由于承载力不足而应用受限的局面，提出一种新型索-球管边桁架机库屋盖体系.在球管大门边桁架加网架的传统屋盖设计方案基础上，将边桁架由矩形截面改为不规则矩形——上弦3排弦杆、下弦2排弦杆，在下弦圆钢管内通长设置集束高强索，形成一种新型索-球管边桁架预应力屋盖体系.通过对边桁架下弦体内高强索的预张拉，可以有效提高球管大门边桁架的承载力，改善屋盖的变形性能.索-球管边桁架屋盖结构体系突破了在100m以上单跨机库屋盖设计中必须采用箱形或H形截面大门边桁架的局面，在国内多个100～140m跨机库设计中得到应用，技术经济指标高，实施效果良好.     

弹性球型钢支座力学性能有限元分析方法

大跨空间结构中,支座起着连接上部屋盖结构与下部主体结构的重要作用,研究支座在外部荷载下的实际受力性能对空间结构的设计有重要意义。利用ABAQUS软件,对大跨度空间结构中的典型支座——弹性球型钢支座做有限元分析。将有限元分析计算的支座刚度值与定型产品支座设计刚度值做比较,验证有限元模型合理可靠。深入分析弹性球型钢支座在外部荷载下的应力分布状态,探讨了支座的受力性能,为空间大跨度屋顶结构整体计算分析的支座简化提供参考。     

某机库屋盖大跨度网架整体提升施工仿真分析技术

广州南航11号机库屋盖采用双层斜放四角锥钢网架,采用地面拼装、整体提升的施工方法。利用有限元软件MIDAS/GEN对网架结构整体提升及拆除临时支撑进行全过程一体化仿真分析,分析了整个施工过程中各施工状态下结构内力及位移的变化,保证了施工过程的安全性。     

金强国际赛事中心体育馆结构设计与分析

金强国际赛事中心体育馆下部为钢筋混凝土框架-剪力墙结构;上部为椭圆形双坡钢结构屋面,采用双向正交平面桁架组成的正放网架结构,最大跨度为109.700m.对主体结构、大跨屋盖钢结构以及支座选型做了详细的方案比较,重点介绍了分析和设计中涉及的关键问题,并采用多种有限元软件对结构进行了各种荷载工况下的整体受力分析,同时对结构的关键节点进行了分析.分析结果表明,结构能够满足预设性能目标,屋盖杆件应力比、变形及整体稳定性均能满足设计要求.     

北京A380机库大跨度结构设计研究

建成后的北京A380机库将是世界最大的飞机维修库之一,其屋盖跨度362.6m,进深110rn,总高40m.机库屋盖采用钢网架与大门边桁架相结合的方案,其支承柱列为三边布置四肢钢管混凝土柱与柱间支撑,大门一边仅跨中设置一根钢筋混凝土支承柱.该机库跨度大,所建场地限高严格,屋盖悬挂荷载大,处于高烈度区,给结构设计带来很大难度.本文介绍了机库结构选型、受力特点及设计优化,以及针对上述问题的计算分析和试验研究,包括:根据风洞试验的结果调整风荷载体型系数,并分析确定各种风向角下的风振系数;采用不同程序进行整体结构地震反应分析,考虑了三维地震作用和多点输入的影响;对大门柱在各种荷载工况及其不利组合下的安全性进行有限元分析;根据机库内部温度场分析结果,合理选取计算温差,分析对结构安全的影响;对复杂节点进行足尺和大比例模型试验、有限元分析和设计优化,确保其安全可靠.     

周边支承钢屋盖滑移施工附加应力与变形控制研究

周边支承钢屋盖采用滑移施工工艺时,由于施工阶段结构支承条件与设计状态不一致,成型后结构的整体变形和杆件附加应力较大。以某体育馆为例,运用有限元软件进行不同滑移施工过程仿真模拟,对比分析边界约束条件、轨道布置、局部回顶等因素对周边支承结构受力成型的影响。发现滑靴处边界约束水平摩擦力和竖向约束刚度对结构整体力学响应影响较弱;设置短滑轨对减小跨中位移作用有限,可一定程度减小杆件附加应力和次桁架安装初始缺陷;采用局部回顶能明显减小结构竖向位移和杆件附加应力,解决支座安装问题;此外,在整个滑移过程中,竖向变形最大位置出现在南侧第1榀滑移单元端部,高附加应力比杆件也呈现由南向北侧拼装平台递减的规律,实际施工中需严密监控第1榀滑移桁架。