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.     

两种不同曲面形状椭圆弦支穹顶结构性能对比与弹塑性稳定分析

椭圆弦支穹顶上部单层网壳曲面形状一般为椭圆抛物面或椭球面,对比分析了两种不同曲面形状对大跨度扁平椭圆弦支穹顶结构性能的影响。研究表明,椭圆抛物面弦支穹顶的结构性能优于椭球面弦支穹顶,大跨度扁平椭球面弦支穹顶不建议采用半椭球面作为上部网壳。当大跨度扁平椭圆弦支穹顶由稳定承载力控制时,宜进行弹塑性稳定分析,按弹塑性稳定极限承载力安全系数2.0进行设计优化;不建议只进行几何非线性分析,按弹性稳定极限承载力安全系数4.2进行设计优化,这样会造成较大的经济浪费。     

青少年户外培训基地综合体育馆屋盖优化设计

介绍了青少年户外培训基地综合体育馆的工程概况,阐述了跨度为105m的弦支穹顶结构体系优化设计及选定过程.将初设方案和施工图优化方案进行了对比分析研究,对比内容包括屈曲模态、几何非线性屈曲、双非线性屈曲等.除此之外进行了整体抗连续倒塌验算.研究成果表明将外侧网架与单层网壳弦支穹顶连接成整体,并通过悬挑桁架和环向桁架进行整体刚度加强后,结构整体稳定性得到较大提高,有效避免了单层网壳转折点受力集中,同时结构不会发生连续倒塌破坏,并节约了预应力索用量、支座数量以及整体用钢量,经济指标更为良好.     

大跨度钢桁架穹顶组合网壳设计施工关键技术

钢桁架穹顶组合网壳作为一种新型的网壳结构,采用主骨架和次结构的结构分布形式,受力合理,造型优美,具备了很强的空间跨越能力。但由于此种结构形式复杂,且可能伴随着预应力拉索的大量应用,导致其施工过程较为复杂,施工精度控制与技术要求高,施工难度大。以绍兴金沙·东方山水国际商务休闲中心为例,介绍了大跨度钢桁架穹顶组合网壳的设计施工关键技术。     

施威德勒椭球形弦支穹顶的特征值屈曲分析

施威德勒椭球形弦支穹顶是弦支穹顶结构的一种新型结构形式,利用有限元计算软件ANSYS对椭球形弦支穹顶和单层网壳进行特征值屈曲分析。通过对不同矢跨比的对比分析,预测施威德勒椭球形弦支穹顶的屈曲特性。     

绍兴山水馆弦支穹顶结构施工技术

绍兴山水馆C馆为钢桁架弦支穹顶组合网壳结构,通过对中心弦支穹顶结构的施工过程进行张拉分析,提出了逐环分批次循环张拉径向钢拉杆的施工方案,在结构中建立设计预应力的同时可以有效控制结构形态,并且减少了张拉设备的投入。通过对铸钢索夹节点进行抗滑移模型试验,得出索夹抗滑承载力为350kN,大于节点最大不平衡力200kN,可以满足工程要求。     

上海科技馆网壳结构分析

针对上海科技馆中部大堂的巨型椭球体网壳结构 ,介绍了网壳结构的选型 ,并比较了在刚接、铰接和弹性支承条件下 ,钢、铝网壳结构方案在竖向荷载、温度荷载、地震作用下的受力特性。为网壳结构非线性分析提供了依据     

预应力钢结构张拉方案选取研究

预应力钢结构是由拉索、杆(撑杆或桅杆)、刚构(如钢梁、钢拱、网壳、网架、桁架等)组合杂交而成,其形式丰富多样。典型的结构体系主要有张弦梁结构,弦支穹顶结构、斜拉结构和索穹顶结构。对如上四种结构形式的张拉成形方式进行总结与分析,并指出各种张拉方法的优缺点及适用范围。     

刚性杆弦支穹顶实物加载试验研究

介绍了弦支穹顶体系的研究与应用现状,分析了半刚性弦支穹顶结构的优缺点,以半刚性弦支穹顶的概念为基础,以天津博物馆贵宾厅屋盖为工程背景,按照二阶段设计法中第二阶段结构特性提出并设计了刚性杆弦支穹顶结构。设计了实物加载试验方案,对该刚性杆弦支穹顶进行了静载试验研究,得到了刚性杆弦支穹顶结构内力及位移随加载历程的变化规律。分析比较了试验值与理论计算值,表明刚性杆弦支穹顶具有较好的受力性能。对刚性杆弦支穹顶和结构条件相同的天津博物馆多功能厅屋盖单层网壳进行了比较分析,结果表明刚性杆弦支穹顶具有受力性能优越,用钢量少,施工方便和造价低的优点,为其在工程中的进一步推广应用奠定了基础。     

类椭圆形及正多边形弦支穹顶结构选型分析

基于MIDAS Gen有限元软件进行大跨度异形弦支穹顶结构选型分析,主要进行网格形式对结构性能影响的研究以及类椭圆形、正多边形弦支穹顶的结构选型分析。研究表明,矢跨比较小时,凯威特-联方型弦支穹顶结构性能较好;若建筑造型无特殊要求,正多边形弦支穹顶和边界不规则的类椭圆形弦支穹顶上部网壳宜采用切割球面、椭球面、椭圆抛物面等形式。     

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆结构分析及设计

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆屋盖造型为两个有高差的半边椭圆球,是国内外场馆建筑中较早采用带高差两个半边椭圆球屋盖的场馆;场馆采用椭球形凯威特K6单层网壳结构+立体拱架+竖向平面交叉桁架组合的杂交结构体系,下部为钢筋混凝土框架-剪力墙结构.主要介绍了钢屋盖的结构选型及结构布置.采用多模型的计算分析方法,对结构进行设计分析并验算钢屋盖的稳定性;对复杂相贯节点的受力性能进行计算分析,并对比分析半边椭圆球单层网壳结构与完整椭圆球单层网壳结构的受力性能差异,另外介绍了该项目风洞试验、风荷载取值方法.分析结果表明,带高差两个半边椭圆球屋盖结构布置合理,其受力特性与完整圆的网壳结构受力性能存在较大差异.     

张弦结构体系研究进展及发展展望

张弦结构按照其受力本质可分为平面、可分解型空间和不可分解型空间张弦结构。首先,分别对平面张弦结构中的张弦梁、张弦桁架,可分解型空间张弦结构和不可分解型空间张弦结构中的弦支穹顶、弦支筒壳、弦支网架、弦支混凝土屋盖、弦支拱壳、弦支网壳等结构类型进行介绍,对其研究进展、工程应用和需要进一步研究的问题进行阐述。随后,对张弦结构关键构件——拉索的研究进展和存在问题进行论述。最后,对张弦结构的整体发展进行了概括,并说明了张弦结构的发展前景和研究方向。     

超大跨组合钢网壳结构动力稳定性分析

网壳结构多为缺陷敏感性结构,当地震发生时,由于强烈的地面运动而迫使网壳结构产生振动,网壳结构在地震作用下产生内力和位移,有可能造成网壳结构破坏或倒塌。在ANSYS中建立底部为协同弹性支承的超大跨钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的有限元模型,分析钢网壳结构存在初始缺陷的动力稳定性,着重介绍了动力稳定分析方法、初始缺陷的施加、动力稳定判别准则的理论及应用。通过对钢网壳结构进行动力稳定性分析,总结钢网壳结构动力失稳破坏的形式,找出钢网壳结构真正的薄弱部位,并提出改善、提高钢网壳结构动力稳定性的措施。     

弦支穹顶结构设计分析

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部预应力索杆体系组成的空间结构。结合体育馆屋盖的设计,对采用的弦支穹顶结构进行始态、荷载态、地震作用分析。讨论弦支穹顶设计的基本过程,并对索所需的预应力大小进行分析设计。计算结果表明,弦支穹顶结构具有良好的受力性能和经济性能,满足建筑造型的要求。     

超大跨钢桁架穹顶组合网壳不同简化支承的分析对比北大核心

对建造在钢筋混凝土框架顶上的超大跨钢桁架弦支穹顶组合网壳结构,用SAP2000分别建立了底部框架支承、协同弹性支承、简化弹性支承、不动铰支承的网壳结构有限元模型,计算并对比了这些网壳结构有限元模型在重力荷载和温度作用组合下的自振特性、关键构件轴力、竖向位移、屈曲因子,以考察不同支承条件对钢网壳结构受力性能的影响。从分析精度和可靠性方面综合评价,选用有限元模型的优先顺序为底部框架支承模型、协同弹性支承模型、简化弹性支承模型、不动铰支承模型。不动铰支承模型可简化分析,亦可满足工程精度要求,在适当条件下可在结构设计分析中采用。     

超大跨钢桁架穹顶组合网壳不同简化支承的分析对比

对建造在钢筋混凝土框架顶上的超大跨钢桁架弦支穹顶组合网壳结构,用SAP2000分别建立了底部框架支承、协同弹性支承、简化弹性支承、不动铰支承的网壳结构有限元模型,计算并对比了这些网壳结构有限元模型在重力荷载和温度作用组合下的自振特性、关键构件轴力、竖向位移、屈曲因子,以考察不同支承条件对钢网壳结构受力性能的影响。从分析精度和可靠性方面综合评价,选用有限元模型的优先顺序为底部框架支承模型、协同弹性支承模型、简化弹性支承模型、不动铰支承模型。不动铰支承模型可简化分析,亦可满足工程精度要求,在适当条件下可在结构设计分析中采用。     

弦支穹顶结构的研究发展

弦支穹顶作为一种新型复合结构,与单层网壳相比具有良好的受力体系和稳定性,一经提出就得以在工程上的广泛利用。对弦支穹顶体系的研究现状和工程应用进行了分析,并指出了弦支穹顶结构进一步的研究方向。     

弦支穹顶的静力性能分析

介绍了弦支穹顶结构体系的构成．对弦支穹顶模型进行了线性和非线性有限元静力分析，得出了有益的结论：研究了节点刚度、改变弦支穹顶的矢高及环索预拉力对结构性能的影响。研究表明弦支穹顶综合了单层球面网壳和张拉系统的优点，能更有效、更经济地跨越较大的跨度。     

常州市体育馆椭圆抛物面弦支穹顶稳定性研究

常州市体育馆椭圆抛物面钢屋盖采用由Levy索杆系和单层网壳构成的弦支穹顶结构,与已研究的常规弦支穹顶相比,其具有体量大,矢跨比高和外形为椭圆抛物面的特点。将弦支穹顶与单层网壳进行稳定性对比研究,包括构件屈曲、线性屈曲和几何非线性屈曲等,分析了高矢跨比弦支穹顶中索杆系的作用以及对结构设计起控制作用的破坏形式。研究结果表明,索杆系增加了弦支穹顶的整体性,降低了其对初始几何缺陷的敏感性,但对结构刚度、基本自振周期和模态、构件屈曲荷载、线性屈曲荷载、无初始缺陷的非线性屈曲荷载、屈曲模态等影响不大。高矢跨比弦支穹顶仍对初始缺陷较为敏感,稳定性仍是结构设计控制因素之一。此外,由于椭圆抛物面外形,活荷载布置形式对结构屈曲模态影响较大,且满跨活荷载并不一定是最不利的活荷载布置形式。     

中间开孔弦支穹顶结构预应力优化后模态分析

对弦支穹顶结构的预应力优化是进一步研究结构的关键,通过有限元软件ANSYS建立模型,以预应力平衡态下使弦支穹顶结构的上部网壳结构的最大应力值达到最小为优化目标来确定最佳预应力,在预应力优化的结果下进行结构的模态分析,研究了结构的自振频率和振型。结果表明:中间开孔的弦支穹顶结构的最大位移、最大Mises等效应力和最大支座反力明显比网壳结构的小,自振频率非常密集,振型呈正反交替振动。从总体来看,此种结构有着较好的整体性和较大的刚度,具有较高的应用价值。