水泥工厂预均化库屋盖柱面网壳优化设计

针对水泥工厂预均化库屋盖结构工程,选取跨度60 m双层柱面网壳进行优化设计,分析了对其性能及用钢量的影响要素,结果表明地震作用对用钢量影响很小,而风荷载是网壳结构设计的控制荷载。     

120 m直径圆形料场屋面网壳结构设计

围绕某圆形煤场120.8 m跨度球面网壳结构,研究了杆件布置对结构的影响,发现增加斜杆可以明显地增加结构刚度;研究了风荷载和地震作用对网壳的影响,发现基本风压小于0.6 k N/m2或地震烈度小于8度时,二者的变化对网壳耗钢量影响较小;研究了结构布置、厚度与耗钢量的关系、结构的动力特性和抗震性能、结构的整体稳定性。涵盖了该类型结构设计需要注意的几个主要方面,并提出设计建议。     

福建省体育馆网壳结构分析设计

福建省体育馆的屋盖采用双层球面网壳结构,直径112m,跨度91.9m.本文首先介绍了该网壳结构设计中的选型与结构方案优化、荷载取值、风荷载与风洞试验以及静力分布特征等方面的问题文中还进行了动力分析,给出网壳的动力特性与地震作用下杆件内力分布特征及地震作用的影响,分析了不同的支座约束情况对网壳动力特性和地震作用大小的影响.最后分析了橡胶垫支座所起的隔振作用,并介绍支座水平推力的释放及节点处理措施.     

设防烈度地震设计的双层球面网壳抗震性能分析

考察了双层球面网壳按设防烈度进行抗震设计的合理性。以24个典型双层球面网壳模型为算例,将其构件截面分别按满足"小震弹性"、"中震不屈服"和"中震弹性"进行验算,分析了网壳用钢量的变化。进一步对满足中震验算的各算例模型进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,其中地震动采用由规范反应谱生成的三向人工波。考察了网壳跨度、矢跨比、支座连接条件以及下部结构形式对结构塑性区域、塑性发展程度以及残余变形的影响。结果表明,即便是将双层球面网壳的构件截面验算提高到满足"中震弹性"的性能水平,也并不会引起结构用钢量的显著增加,同时又能满足了"中震可修"和"大震不倒"的设防要求。     

圆形平面不均匀柱网点支承球面网壳屋盖结构设计研究

由于使用功能和建筑平面布置要求,某职业技术教育中心圆形平面体育馆采用非均匀柱网布置,这使得屋面双层球面网壳结构的网格划分与一般情况不同。通过有限元分析,研究了双层球面网壳结构不同网格划分方式对网壳结构受力性能和用钢量的影响。结果表明,采用橡胶支座水平方向支座反力只有固定支座的1/14,构件最大压力只有固定支座时的62%;环向网格均匀划分和不均匀划分的网壳内力和用钢量相差不多,但网格均匀划分的网壳杆件种类要比网格不均匀划分少一半。     

单层球面网壳结构抗连续倒塌设计

单层球面网壳冗余度较低,个别杆件失效容易引起结构连续倒塌。为提高单层球面网壳的抗连续倒塌能力,可以采用将单层网壳主肋设计为局部双层的方法。应用ABAQUS软件通过自编程序,考虑杆件失稳及失稳后行为,对比分析了采用局部双层前、后静力荷载作用下单层球面网壳极限承载力、节点位移和失效模态,以及采用局部双层前、后地震荷载作用下单层球面网壳极限承载力。分析了地震作用下局部双层厚度不同时单层球面网壳结构的极限承载力。分析结果表明,将单层球面网壳主肋设计为局部双层可提高网壳结构极限承载力,改变网壳失效模式。     

宝坻体育馆扁平椭球壳弦支穹顶设计分析

天津市宝坻体育馆钢屋盖采用了扁平椭球壳弦支穹顶结构体系,对比双层网壳方案,体现了弦支穹顶结构的优势.分析矢跨比对结构静力及自振特性的影响,并基于分析结果对矢跨比进行优化;以上部结构内力分布最优作为目标变量,利用ANSYS软件优化模块对结构初始预应力分布进行优化分析,最终确定了屋盖结构方案.对恒荷载、活荷载、风荷载、温度作用以及地震作用等工况进行组合,并分别进行了结构内力、变形以及整体稳定性分析设计,计算结果表明结构安全可靠.     

某大跨度干煤棚网壳结构设计及优化研究

以某大跨度干煤棚网壳结构为研究对象,在柱面双层网壳结构方案的基础上,提出采用折柱面双层网壳结构的优化方案,通过建立多个计算模型,分析对比不同折线坡度、网壳厚度对结构承载力和用钢量的影响,确定最优的结构几何参数。研究结果表明,在相同用钢量的情况下,折线坡度为9.16%、网壳厚度为4.4m左右时,折柱面双层网壳结构极限承载力比柱面双层网壳结构提升27.3%。     

双层球面网壳屋盖结构的摩擦摆层间隔震研究

为了深入研究摩擦摆(FPS)隔震网壳结构的抗震性能,将这种隔震装置用于双层球面网壳结构的层间隔震。首先介绍了FPS支座的减振原理,建立了层间隔震网壳结构的运动方程。通过层间隔震双层球面网壳屋盖模型在三向地震作用下的时程分析,全面考察了屋盖结构、支承结构和FPS支座的地震响应。研究结果表明,FPS支座有利于保护整体结构,可有效地应用于球面网壳屋盖结构的层间隔震。     

局部双层球面网壳新型体系减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对跨度60m的局部双层球面网壳结构进行研究和减震分析。研究局部双层球面网壳的自振特性以及约束屈曲支撑对局部双层球面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑约束屈曲支撑不同的设置位置和数量,进行相关的减震参数分析。结果表明,局部双层球面网壳自振频率密集;约束屈曲支撑杆件的布置位置对减震效果有较大的影响;约束屈曲支撑设置的数量应综合考虑。     

北京奥运会自行车馆双层球面网壳结构的设计与施工方法

北京奥运会老山自行车馆屋盖采用带环梁的双层球面网壳结构,网壳支承于倾斜的人字型钢柱之上,覆盖直径达149.536m,建成后将成为我国跨度最大的双层球面网壳结构之一。该结构跨度大,矢跨比小,网格杆件较多,设计、施工存在着较大的难度。因此采取何种结构体系,如何进行合理的计算模型分析与施工都需要进行深入的分析与有效的论证。本文对该结构的设计与施工进行了较为全面的介绍与分析。     

一格构式广播电视发射塔抗震性能分析

通过对一结构立面复杂的广播电视发射塔结构进行非线性数值模拟,全面研究了其抗震性能。由结构特征值分析可知,结构第一扭转振型出现在第8阶振型中,结构第一扭转周期与第一平动周期之比为0.197,满足相关规范要求。继而采用静力分析手段,计算了结构在多遇地震作用和风荷载下的位移响应。通过静力计算可知,结构天线顶点和塔体主结构顶部的层间位移均小于相应规范中规定的层间位移角限值;且与地震荷载相比,风荷载对结构起控制作用。通过结构非线性时程分析可知,在多遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构层间位移较小;在罕遇地震作用下,虽结构的层间位移有所增大,但绝大多数结构构件仍处于弹性阶段,结构具有较好的抗震性能。     

某工程单钢模型与钢混整体模型内力比较

为研究工程设计中单铜模型与铜混整体模型的内力差别,以某文化中心工程为例,分别建立单铜模型,铜混整体模型,在永久荷载、风荷载、地震作用、温度作用下对两模型中具有代表性的杆件内力进行比较,指出采用单铜模型进行设计的局限性和采用钢混整体模型进行设计的必要性。     

APDL参数化有限元分析技术在点支式玻璃幕墙设计中的应用

根据我国设计规范,利用ANSYS提供的参数化设计语言APDL（ANSYS Parameter Design Language）编制用户宏程序对点支式玻璃幕墙进行计算与分析.程序实现了典型的二点、四点和六点支承玻璃幕墙带孔玻璃面板在不同约束条件下的承载性能的有限元计算功能.本文还给出了六点支承玻璃面板在风荷载和水平地震作用综合效应下的受力与变形的计算示例,供有关设计人员参考.     

上海松江新城交通枢纽暨购物中心钢结构穹顶风振分析

大跨度钢结构穹顶为风敏感结构,准确得到平均风荷载和风振力对工程设计非常重要.本文通过数值风洞模拟方法得到了各风向下穹顶结构的平均风压,尤其是给出了有效分析风激动力响应和等效风荷载的理论方法.通过分析松江新城钢结构穹顶的风振实例看出,对该工程风振影响最大的是整体水平与竖向运动的前八阶振型,动力部分大体占总响应的25%.本文为大跨度屋盖结构的风振分析提供了一种有效的计算方法.     

无比钢结构体系多层住宅整体变形分析

无比钢结构是一种新型的轻钢龙骨体系,通过采用ABAQUS软件包分析了结构在风载和地震荷载作用下的水平位移,且与规范要求的最大值进行了比较。结果表明,按所提出的针对无比钢结构的有限元建模和分析方法,在风荷载和地震作用下计算得到的多层无比钢结构的层间和顶点水平位移均可满足规范要求。     

风力发电机组塔架的结构形式及其风载、地震作用综述

风力发电机组的塔架属于高耸结构,承受风荷载和地震作用,可采用钢筒、钢格构、钢筋混凝土筒和钢一混凝土组合筒等多种结构形式。本文简要分析了各种结构形式的优缺点及研究现状,认为随着风力发电机组越来越大型化,钢塔筒面临运输和施工吊装困难。而其它形式的塔架,如钢格构、钢筋混凝土筒和钢一混凝土组合筒塔架,具有易运输、易施工的优点,已获得一定应用,并可能进一步推广。目前,对钢塔筒的研究较多,而对其它形式的塔架研究较少;并且由于叶片数据缺乏,风力发电机组承受的风、地震作用的计算不很准确;此外,研究者分析的风力发电机组数量有限,所得结论不一定具有普遍性。     

台风作用下网壳结构的风振响应分析

网壳结构的大空间曲面形状特点使得其在台风作用下的风振响应比较复杂,为了克服尺寸效应的影响,得到网壳结构表面风荷载分布规律,在计算流体力学(CFD)和FLUENT技术的基础上,利用常规湍流强度、田浦湍流强度以及石沅湍流强度的计算方法,对某组合网壳结构进行了台风作用下风场的数值模拟,通过分析其表面风荷载分布特性和不同风向攻角作用下组合网壳结构的表面风荷载,确定了组合网壳结构的风压分布规律、表面风压系数分布,最后得到网壳结构的风敏感部位,可以为工程前期抗风设计提供参考。     

风荷载与地震耦合作用下超高层建筑的结构损伤与玻璃幕墙坠落研究

超高层建筑服役周期长,在其全寿命周期内有可能遭受风和地震同时作用,需针对主体结构和玻璃幕墙受风、地震单独和耦合作用进行研究。基于结构高度为300.5 m超高层框架-核心筒结构,依据相关规范要求建立主体结构与玻璃幕墙整体有限元分析模型,根据场地条件选取3组三向地震动记录,并通过已完成的1∶440缩尺模型风洞试验获得10、50 a和100 a重现期的风压时程。采用非线性时程分析方法,研究风荷载、地震单独与耦合作用对主体结构和玻璃幕墙受力性能的影响。结果表明：玻璃幕墙对主体结构的影响较小,而主体结构对玻璃幕墙的影响则较大,其变形超过玻璃幕墙由荷载直接作用所产生的变形。在风荷载或地震单独作用下,主体结构的非线性响应和玻璃幕墙的破坏情况均随荷载强度增大而增大;在地震作用下,主体结构进入非线性状态后,结构顶点位移和层间位移角的增幅超过基底剪力的增幅,但低于峰值加速度的增幅;在风荷载作用下,主体结构处于弹性工作状态,基底剪力和倾覆弯矩随风压增大呈线性增长,但因变形响应特性不同,变形产生非线性增长,结构扭转效应增大;在风荷载与地震耦合作用下,主体结构和玻璃幕墙的非线性响应超出风荷载或地震单独作用的简单叠加,结构变形为单独作用简单叠加值的110%~134%。结构刚度变化较大的加强层及其邻近1~2层,侧风面负风压较大,玻璃幕墙容易破坏而坠落,设计时需注意加强。