国家体育场桁架柱内柱节点设计研究

国家体育场钢结构桁架柱的内柱节点杆件数量多,几何关系复杂,是结构受力的关键部位。本文提出大尺寸焊接薄壁菱形截面内柱节点的几何构型方法,使菱形内柱与腹杆同宽,可以适用于任意角度腹杆相交的情况。在内柱节点域内设置横向加劲肋与局部竖向加劲肋,可以有效地增强节点的刚度,实现“强节点”的设计理念,确保节点构造的可靠性与经济性。通过合理设置拼接焊缝位置以及采用整板切割等方式,有效地控制焊缝的数量与位置。采用有限元法研究节点的受力形态,通过合理调整板件厚度,避免节点出现应力集中。     

国家网球馆“钻石球场”结构设计

国家网球馆"钻石球场"是一座带有开合屋盖的现代化体育建筑,看台采用现浇钢筋混凝土结构,外立面16组V形柱与环向框架及48榀径向框架共同构成抗侧力体系。为了防止基础在地震作用下发生破坏,在主体结构外立面的底部设置环形承台,从而使基础的抗震性能显著提高。固定屋盖在活动屋盖移动范围内为双层平面网格结构,活动屋盖的移动范围以外为三层网格结构,并通过设置4组中间支承点,有效增强了屋盖刚度,有利于活动屋盖平稳运行。为了避免支座出现上拔力,在屋盖结构卸载以及所有荷重施加完毕后最终固定部分支座。在进行空间结构网格布置时,充分考虑其受力特点,对屋盖开口周边、尤其是轨道桁架部位进行了加强。采用部分杆件之间搭接焊的方式有效减小焊接空心球直径。固定支座安装严格控制在设计合拢温度要求的范围内进行,避免出现过大的正温差或负温差。     

国家网球馆“钻石球场”混凝土结构设计

国家网球馆钢筋混凝土看台结构是由48榀径向框架、4榀环向框架与外立面16组V形柱构成的新型抗侧力体系。根据看台观众视线与人数要求,环形建筑立面向外倾斜达32°,从而导致楼层构件将产生明显的环向拉力。外环V形柱与看台结构的联系较少,需要通过专门分析以保证其稳定性。考虑到本工程体育场固定屋盖为一个整体,而且看台结构向外倾斜角度很大,故下部混凝土看台结构不设防震缝与伸缩缝。立面V形柱采用型钢混凝土构件,是结构受力的关键部位,节点几何关系复杂,因此在工程中提出实用节点形式。     

莫斯科中国贸易中心工程防止结构连续倒塌设计

建筑抗倒塌问题近年来在欧美国家得到广泛关注。结合莫斯科中国贸易中心工程的防止结构连续倒塌设计,比较了国外一些相关设计规范和标准之间的相互关系,提出满足俄罗斯规范要求的防止连续倒塌设计计算方法,并将其与正常情况下的结构计算进行比较,找出其中带规律性的问题。     

国家体育场桁架柱内柱多腹杆焊接节点性能研究

对国家体育场钢结构桁架柱的节点进行了比例为1∶5的缩尺模型试验研究和有限元分析。该节点为主桁架梁与桁架柱的连接节点,由1根菱形内柱与11根箱形截面腹杆形成的复杂空间管节点,并且节点内布置了许多加劲肋。论文介绍了节点的试验方法,描述了整个加载过程中节点行为和最后的破坏模式。从节点受力性质、构造、几何尺寸等角度,讨论了节点的破坏机理。研究表明节点的薄弱环节出现在受压腹杆,发生局部屈曲。弦杆内设置加劲肋是防止弦杆板件塑性破坏和局部屈曲的有效构造措施。论文提出了实际结构中该节点设计和制作时应采取的措施。     

鄂尔多斯东胜体育场活动屋盖驱动与控制系统设计

在鄂尔多斯东胜体育场活动屋盖中采用钢丝绳驱动系统,对传统的钢丝绳驱动方式进行了重大改进,卷扬设备牵引相对较远一侧的活动屋盖,传力直接明确,作用于固定屋盖的反力显著减小,驱动可靠性提高。在活动屋盖每榀桁架端部设置2个台车,形成扁担效应,增加了结构的稳定性,减小单个台车的荷载,大大降低了轨道桁架杆件与轨道梁的局部压力。台车设置了竖向变形与横向变形调节装置,确保活动屋盖运行平稳,可以有效避免单个台车超载。开合控制系统具有完善的信号采集、监控以及诊断功能,通过均布荷载与纠偏控制,可以实现高精度同步控制,具有完备的安全应急保证系统,保证开合操作在各种紧急情况下的安全性,此外,还针对该工程制定了详细的活动屋盖运行管理规定。鄂尔多斯东胜体育场投入使用后,活动屋盖运行情况良好,在驱动与控制系统方面的成果可供类似工程参考。     

中关村金融中心超高层钢结构设计中的关键技术

中关村金融中心超高层钢结构建筑的平面、立面布置复杂。在设计中采用钢框架-支撑结构体系,合理设置钢-混凝土组合结构过渡层。在高层建筑结构设计中首次采用按冶金建筑标准生产的Q345GJ钢材。在避难层采用桁架将竖向支撑连为一体,有效地增大了结构的侧向刚度,减小侧向位移。采用4层高的折线形柱实现建筑立面的变化,相应设置楼层水平桁架以改善折线柱水平分力的传递。采用大位移滑动支座,解决连廊与主楼的变形差异问题。将桩基础改为天然地基基础,方便施工,有效地缩短了工期、降低了造价。     

国家体育场桁架柱外柱节点设计研究

国家体育场桁架柱外柱节点的几何关系复杂,存在T型、K型及KT型等多种腹杆形式,腹杆侧壁与外柱壁板斜交,还存在与立面次结构相交的情况。焊接薄壁箱形构件相贯节点的刚度差,承载力低。本文通过在外柱内设置横向加劲肋与局部纵肋等构造做法,可以有效提高节点刚度与承载力。对于有次结构的外柱节点,次结构的上、下壁板不能全部贯通,在保证腹杆与外柱传力可靠的前提下,在外柱节点区设置传力三角区。对于K型腹杆节点,翼缘较厚的腹杆贯通;对于KT型腹杆节点,中间腹杆贯通。通过合理设计拼接焊缝位置、采用整板切割等方式,可以有效减少焊缝数量,避免焊缝重叠。采用有限元法分析外柱节点的受力形态,并根据“最大平均应力”的原则确定节点域板件的厚度,实现“强节点”的设计理念,保证节点的可靠性与经济性。     

国家体育场多面体铸钢节点设计

在国家体育场大跨度钢结构设计中,为了实现内柱从菱形截面到矩形截面的转换,在内柱底部设置了多面体铸钢节点。介绍多面体铸钢节点的几何构型方法与缓解多面体在交汇区应力集中的措施,有限元计算方法与强度设计准则,铸钢件材质要求以及制作流程、加工工艺、质量控制等方面的情况。     

银川绿地中心超高层双塔结构设计

银川绿地中心301m双塔地处高烈度区,且风荷载较大,采用框架-核心筒+2道伸臂桁架/环带桁架结构体系,准确取用结构计算参数,并采取多种抗震加强措施.计算结果表明,在地震与风荷载作用下,塔楼可以达到预期的性能目标;通过厚板多次微弯工艺并结合焊接工艺实现了伸臂桁架与核心筒角部复杂节点的加工制作,避免了采用大型铸钢节点;塔楼下部楼层采用钢板组合剪力墙,通过配置长短栓钉,避免了钢筋孔造成的钢板削弱,提高了厚剪力墙的整体性;在中震作用下,控制钢板组合剪力墙轴拉比不大于0.6,在满足构件拉剪承载力的同时,可以有效减少钢材用量;对受力集中的建筑门洞与结构洞口,采用多连梁技术可以有效地解决普通连梁在地震作用下剪压比不足的问题.