巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系施工全过程模拟与监测研究

中科院量子院采用巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系。该新型结构体系在施工全过程中存在多次受力转化,因此有必要对其进行施工模拟和监测。采用MIDAS/Gen建立有限元分析模型进行施工全过程模拟,分析关键构件和节点应力及变形规律,对关键构件和节点应力和变形实施监测,并将有限元计算值与现场监测值进行对比分析。分析结果表明:现场监测数据与有限元分析结果吻合良好,说明了该施工新技术的合理性。     

阿拉尔市体育中心体育馆钢屋盖结构设计

阿拉尔市体育中心体育馆主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋面部分为落地空间管桁架结构。重点介绍了屋盖结构体系以及在分析和设计中涉及的关键问题。采用3d3s11.0和MIDAS/Gen 8.0两种软件进行整体计算并相互校核。进行了非线性整体稳定性分析,同时采用ANSYS软件对该结构的关键节点进行分析。计算分析表明,结构构件的应力比、变形及结构整体稳定性均满足设计要求。     

普湾新区体育场结构设计

普湾新区体育场看台和上部钢屋盖分别采用钢筋混凝土框架结构和空间钢管桁架结构体系。重点介绍在分析和设计中遇到的主要问题,例如结构体系布置、荷载取值等。采用SAP2000及MIDAS/Gen软件对结构进行模态分析;采用ANSYS软件对钢屋面进行非线性稳定分析及钢结构支座节点应力分析;采用ABAQUS软件对型钢混凝土(SRC)柱进行静力分析。分析结果表明,结构构件的应力比、变形及结构整体稳定性均满足相应规范要求,可为类似体育场结构设计研究提供参考。     

天津体育中心自行车馆施工监测技术

大跨度钢结构成型后及使用过程中,各构件的受力变化及安全性能都需要及时把相关数据汇总,并对应地给出修正措施。天津体育中心自行车馆属于弦支穹顶结构,张拉过程是一个复杂的动态过程,包括构件的拼装、预应力张拉、吊装屋面板及设备的安装等多种施工状态。通过应力、应变监测,索力监测,环境及构件温度监测,网壳节点位移监测等施工监测,并采用MIDAS/Gen等软件,对监测数据进行分析,绘制曲线图,如监测点应力变化曲线图等。依托系统的监测措施,为工程的施工和使用提供了安全保障。     

华润大厦施工模拟

华润大厦采用了钢框筒-混凝土核心筒结构体系。由于混凝土材料有钢材不具备的收缩、徐变效应,且外框柱和筒体自重差别较大,因此外框柱和筒体易产生竖向变形差。采用MIDAS/Gen软件对该工程进行施工模拟,分析总结出外框柱和筒体的竖向变形规律和其他规律,指导施工,为施工控制提供有效的依据。竖向变形差会导致水平构件产生附加应力,弹性设计阶段应予以注意或采取相应措施。     

江苏大剧院综艺厅钢外壳施工方案对比分析

以江苏大剧院综艺厅钢屋盖施工安装为背景工程,针对其结构特点和实际施工条件提出4种结构构件安装方案,采用有限元计算软件MIDAS/Gen对钢屋盖的结构施工方案进行模拟分析,研究不同的构件安装顺序和临时支撑布置方案对结构施工过程和卸载后的状态所产生的影响。研究表明,构件安装顺序的不同对结构的最终位移和应力分布影响不大;次要构件后装可使支撑应力增长较为平缓,有利于保证施工安全。建议采用正、反壳同步安装,先主要构件后次要构件的方案作为结构施工方案。     

钢空腹夹层板楼盖在大跨度篮球场中的实践应用

建筑要求在房屋内形成40 m×33 m的无柱大空间以满足篮球场的使用需求,对钢空腹夹层板楼盖这种新型结构体系进行研究,分析了其各施工阶段及最终使用阶段的应力和变形情况,并且补充了关键节点的有限元分析。YJK和MIDAS Gen计算结果表明,该结构体系能满足承载能力极限状态和正常使用极限状态要求,并且两个软件计算结果接近,进一步论证了计算结果的可靠性。通过MIDAS Gen软件对空腹夹层板的施工过程进行模拟分析,各施工阶段构件的应力比和结构的最大变形均满足《装配式空腹楼盖钢网格盒式结构技术规程：湖南省工程建设地方标准DBJ 43/T 351—2019》要求;为了验证临时支撑胎架在施工过程中发挥的作用,对比了不设置胎架的模型,结果表明结构整体提升完成之后设置临时胎架,可以有效地限值结构变形,组合梁效应得到充分发挥。通过有限元分析,下弦杆增设外环板,可以有效降低节点区应力,保证传力可靠性。     

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析

简述拟建的一栋多层钢结构模块建筑的工程概况,根据模块尺寸的限值以及建筑要求等对结构体系进行了选型,提出了钢结构模块与钢框架复合结构体系,并对采用的构件以及节点进行了设计。根据实际受力情况,对节点进行了简化,并对简化方式进行了研究。通过对模块建筑与传统钢框架结构进行对比发现,可以将传统钢结构的设计方法应用到模块建筑中。采用有限元软件MIDAS/Gen821建立了分析模型,在各种荷载及工况组合下对结构进行了分析计算,并将得到的应力、位移等结果与相应的规范进行对比,计算结果表明各个指标均满足规范要求。最后对模型进行弹性时程分析的补充验算。     

沈阳市府恒隆广场办公楼屋顶皇冠玻璃幕墙钢结构设计

采用MIDAS对皇冠及幕墙结构进行整体设计及分析,验算幕墙钢结构的承载力;采用ABAQUS对幕墙龙骨主要关键节点进行有限元分析。分析表明,皇冠结构及幕墙钢结构构件的应力、变形及整体稳定性均满足相应规范要求,确保了关键节点的安全性。本工程钢结构施工达到了预期目的,取得了良好的经济效益和社会效益,并为今后类似项目的设计、施工提供有益参考。     

第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖施工模拟分析

第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖采用车辐式索承网格结构。采用MIDAS Gen软件对整个钢结构屋盖的施工进行模拟分析,主要包括钢结构吊装过程分析和索张拉施工过程分析。通过计算分析可以精确计算出钢结构构件在施工全过程的应力大小,以及预应力索在张拉过程中的应力大小,从而保证施工过程的安全性和施工监测的预见性。     

于家堡宝龙国际中心3#楼超高层结构分析

于家堡宝龙国际中心3#楼主体结构采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架结构体系,存在多项超限。采用SATWE及MIDAS Gen两种有限元软件对结构进行基本静动力性能分析,各项指标均满足相关规范要求。采用7条时程曲线对结构进行弹性时程分析,对振型分解反应谱法进行补充校核。结果表明,弹性时程分析结果与振型分解反应谱法结果基本一致。采用3条时程曲线对结构进行弹塑性时程分析,结构各项指标均满足规范要求,表明结构可以满足"大震不倒"的抗震性能目标。采用MIDAS Gen软件对结构进行施工过程模拟,主要分析结构的竖向变形特性。在变形的各个组成成分中,结构自重以及外荷载引起的变形起主要作用,核心筒与外部框架柱最大竖向变形差为3.14mm。     

某大悬挑中心支撑-钢框架结构设计

上海船厂2E2-4地块项目为带大悬挑3层中心支撑-钢框架结构,最大悬挑尺寸39m,属特别不规则多层结构。采用SAP2000及MIDAS Gen分别进行弹性阶段建模分析,验证了模型的可靠性;通过竖向荷载传力路径分析,优化了结构布置,确定了结构关键构件;针对楼板应力分析、温度应力分析中发现的薄弱部位,采取了设置施工后浇带、局部加强楼板配筋、控制钢构件设计应力等有效措施;对结构进行了多遇地震、设防烈度地震、预估罕遇地震下的抗震性能分析。结果表明,结构能够达到预定的抗震性能目标。     

兰州红楼时代广场超限高层结构设计

兰州红楼时代广场地下3层,地上56层,结构高度245.60m,采用"矩形钢管混凝土柱-钢梁-钢筋混凝土楼板-钢骨混凝土核心筒"结构体系。通过对比分析,裙房和塔楼之间不设缝,设置2道加强层,伸臂桁架和腰桁架均采用普通钢支撑。采用SATWE,ETABS和MIDAS/Gen等软件进行了小震弹性计算,并比较了安评报告与规范不同的动参数取值所对应的不同结果。结果表明,结构的周期比、层间位移角、楼板舒适度等均满足规范要求。进行弹性动力时程分析时选用七条地震波。核心筒与外框架之间沉降差异会在平面梁中产生较大的附加应力。对屋顶斜柱的三种典型节点进行了的有限元分析结果表明,节点应力较小,没有出现应力集中现象。     

贵阳某超限高层塔楼结构设计

介绍了工程的特点和结构体系布置,采用两种软件对F座塔楼进行了弹性反应谱下的计算对比,补充了弹性时程分析以及动力弹塑性分析。结果表明,结构能够实现抗震性能目标并达到多道抗震防线的要求。采用MIDAS Gen软件对F座塔楼进行施工模拟加载验算,考虑施工阶段混凝土收缩、徐变等因素下外框柱与核心筒的竖向变形及差异,并将模拟计算结果与一次性加载和不考虑收缩徐变的施工模拟结果进行对比,对水平构件的设计给出符合工程实践的建议。     

蚌埠龙湖体育馆双向体外预应力钢结构施工技术

蚌埠龙湖体育馆为平板网架结构,正交预应力空间桁架为屋顶主要受力构件.介绍了双向体外预应力钢结构及其节点设计和施工技术.采用有限元计算软件MIDAS/gen对钢结构应力和变形进行仿真计算,并对相应应力和变形进行现场监测.结合施工仿真计算结果和现场监测结果,提出了此类结构的预应力及钢结构施工方案.     

某梭形混合结构设计与分析

项目为钢结构外壳与混凝土内框架组成的混合结构,结构整体形状呈梭形,钢结构部分类似鱼骨。采用YJK,MIDAS/Gen软件对结构进行整体计算和弹性时程分析,采用ANSYS软件对重要节点进行有限元分析。结果表明,混合结构阻尼比应取计算与规范的较小值;整体分析应考虑楼梯的作用,楼梯对周期、阻尼比、位移及与楼梯直接相连的柱内力均有影响;通过概念设计对关键节点进行加强能够满足设计要求。     

节点有限元分析在特种结构中的应用

本文论述了对特种结构进行节点细部分析的必要性,阐明了目前进行节点分析的四种方法,并依托大型通用有限元分析软件MIDAS FEA与MIDAS Gen,采用内力边界与位移边界综合施加方式,对某变电架构结构的重要梁柱节点板区进行分析;采用多尺度模型方式,对某网架结构中球形铰支座进行分析,得到相应的节点区应力结果,为工程设计提供参考。     

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程监测与模拟分析

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程复杂,不同施工方案及阶段结构刚度和荷载变化对结构安全影响不容忽视,但目前国内外对大跨空间结构多进行施工成型后的静力分析,缺乏对复杂结构施工过程中的受力监测与分析。为研究西安某体育馆大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的受力与变形性能,采用有限元程序MIDAS/Gen模拟该大跨空间结构旋转累积滑移施工过程的8个不同阶段,对辐射状倒三角桁架、加强桁架及“Y”型格构柱三类关键构件的应力与位移进行了仿真分析,并与实际监测数据进行对比。结果表明:数值仿真模拟结果与施工实际监测数据吻合较好,验证了数值仿真模拟的可行性; 通过预测不同施工阶段结构应力变化及最不利危险施工节点,可为施工阶段健康监测系统的分区建立及关键节点布测提供思路与依据,具有实际工程意义; 大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的内力变化较大,最大竖向位移常发生于桁架中间部位的下弦,为保证施工阶段安全性,应对外环桁架竖向腹杆、中心环桁架腹杆及上弦等关键节点进行重点监测及预警,避免施工阶段构件受损,保障施工安全。     

蚌埠体育中心主体育场大跨度钢罩棚施工过程模拟分析

蚌埠体育中心主体育场钢结构罩棚由变截面H型钢梁组成,具有造型独特、轻盈美观、大跨度悬挑、施加预应力等特点,施工难度大,工期紧。采用有限元分析软件MIDAS/Gen对钢罩棚结构安装及拆撑施工顺序的多个方案进行了分析,结果表明:不同的施工方案对构件应力、结构变形等有很大不同,经过对比可以选出最优施工方案;考虑施工过程的分步加载计算与一次加载计算的结果也有很大不同。     

杭州奥体网球中心开合屋盖施工过程分析

以杭州奥体网球中心项目为研究对象,采用MIDAS Gen软件进行了开合屋盖安装过程施工分析.主要内容包括:考虑施工过程影响的整个安装过程的施工仿真分析;固定屋盖悬挑端、关键设备节点、活动屋盖悬挑端、支座节点等关键节点的受力和变形分析;考虑合拢温度的合拢结构分析.通过监测结构关键控制节点的变形及应力并与理论分析结果进行对比分析,分析结果对施工方案的优化及实施提供可靠依据,为今后类似工程提供借鉴和参考.