大直径筒仓仓顶施工支撑体系优化分析

某直径25 m筒仓仓顶为锥壳式结构,采用悬吊钢管桁架作为仓顶施工的支撑体系。为明确此支撑体系在荷载作用下的内力及挠度变化规律,提高其设计承载能力,基于ANSYS有限元分析软件,依次对桁架杆件尺寸不同的支撑体系和钢绞线悬吊位置不同的支撑体系进行优化分析。结果表明:桁架杆件压应力对支撑体系承载力起控制作用;桁架杆件尺寸对钢绞线和桁架杆件拉应力影响显著并呈正相关,对体系承载力影响不大;当桁架杆件尺寸为1.0 m×1.0 m,在距桁架中心5,8,12 m下弦节点处依次均匀拉第1圈,第2圈和第3圈钢绞线时,支撑体系承载力最大。     

横琴发展大厦结构抗连续倒塌设计

为防止因局部构件破坏而引起整体结构的连续倒塌,针对横琴发展大厦巨型转换桁架-钢支撑筒框架结构的高危结构单元进行拉索松弛、崩断,桁架层杆件失效,角柱失效以及角柱受汽车冲击等情况下的结构连续倒塌分析,采用MIDAS/Gen软件对剩余结构进行线弹性静力分析,构件破坏根据GSA 2003简化的评估准则以及钢构件应力控制法判断。分析结果表明,该结构有较高的抗连续倒塌的能力,对于含结构拉索、桁架层且层刚度突变的该类结构,建议桁架层中部杆件适当增大刚度及承载能力,筒内支撑强度和刚度也需加强,柱子做适当汽车防撞处理。     

梅江会展中心张弦桁架抗连续倒塌分析

通过对天津梅江会展中心张弦桁架移除关键构件后的残余结构的承载力分析,得到张弦结构的支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆等关键构件的破坏对结构承载力影响最大;为了模拟杆件失效前静力荷载产生的初始变形对结构连续倒塌的影响,采用考虑初始变形的全动力等效荷载瞬时卸载法模拟杆件失效。对支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆失效进行连续倒塌动力分析,研究了纵向联系桁架对张弦结构抗连续倒塌的作用,得到平面张弦桁架通过纵向联系桁架组装成一整体,其整体性随着纵向联系构件抗弯刚度的增大而提高,共同作用效果明显。在此基础上,利用山墙的抗风柱,将边跨张弦桁架改变为多支点支承的普通桁架,设计时该抗风柱不仅承担水平风荷载,还承担竖向荷载,从而提高结构的抗连续倒塌能力。并根据该工程的特点提出集桁架支座、张拉端（锚固端）和桁架下弦管于一体的铸钢节点构造,不仅满足建筑要求,还使得该处节点承载力大大加强,可供相关工程参考。     

铝合金桁架桥受施工顺序影响的力学性能研究

为研究施工顺序对桁架桥的受力影响,对结构安全性进行评估。以某铝合金人行天桥为例,利用MIDAS软件进行施工阶段全过程分析,对比分析施工顺序不同时铝合金桁架桥的结构效应差异,定量分析了铝合金桁架桥的力学性能变化。计算得到了施工顺序改变前后该桁架桥的跨中挠度值、挠度差值和各杆件应力值及其应力差值。结果表明,缺失部分斜腹杆情况下安装主梁,然后桥面附属结构全部安装完成以后再安装缺失腹杆时,桁架桥的跨中竖向挠度最大增加1.46mm,上弦杆应力最大增加11.44MPa,下弦杆应力最大增加8.50MPa,竖腹杆应力最大增加6.53MPa,斜腹杆应力最大增加5.34MPa,约半数以上杆件的应力均发生了变化,结构的杆件不按正常的顺序施工时会降低桁架桥的承载能力。     

两种筒仓水平支撑结构受力性能的分析及对比

选取直径均为30 m的空间钢管桁架与辐射梁水平支撑结构作对比,对两个模型分别施加0,800,1 600,2 400 k N的荷载,通过ANSYS有限元软件分析不同荷载作用下的两种结构体系,结果表明:两个有限元模型的位移都随着荷载的增大而增大,在相同荷载作用下,辐射梁支撑体系与空间钢管桁架竖向位移相差不大。杆件受力在弹性范围时,两种结构体系的最大竖向位移随荷载呈明显的线性关系。钢管桁架支撑体系比辐射梁支撑体系承受荷载能力更好。     

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。     

北京工人体育场钢结构屋盖安装超高组合截面支撑体系设计

北京工人体育场屋盖结构体系受力复杂，杆件局部受力变化对整体结构影响较大，且由于结构整体性强，钢结构成型前需要构件承担施工过程中的自重荷载。为了解决这一个问题，设置了23个超高组合截面临时支撑体系来承受结构自重荷载。对临时支撑体系整体设计进行分析，同时论述了临时支撑的安装及拆除过程；为了保证临时支撑在安装、拆除和使用过程的安全性，采用MIDAS Gen软件进行有限元模拟。结果表明临时支撑能有效承受钢结构未成型时的自重荷载，同时安装、拆除和使用过程中临时支撑的位移和应力均能满足要求。     

多跨同步顶升在桥梁体系转换中的应用

为降低原钢桁架连续梁桥杆件应力状态,采用增加新主桁片对原主桁结构进行加固,然后通过PLC同步顶升系统对新桁架进行同步顶升,使新桁架杆件参与受力,分担原桥部分荷载,从而达到降低原桥杆件应力的目的,实现对原桥主桁进行加固。同步顶升后,监测数据显示,原桥杆件应力明显下降,新桁架杆件参与受力,同步顶升施工达到了预期的效果。     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

空腹桁架连体结构施工全过程模拟分析及监测

采用有限元分析软件SAP2000分析了淮北矿业办公中心主楼连体结构楼面混凝土浇筑、临时支撑拆除等施工过程中型钢混凝土空腹桁架及其临时支撑体系的应力和变形。计算结果较准确地反映了各施工阶段施工荷载作用下结构的变形和内力分布,表明桁架支撑体系合理,为施工方案及实时监测提供理论依据。     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

Multi-indicator evaluation method of important members of truss string structures

During the past decade, the progressive collapse of structures has received growing attention, and the study of member importance is a key step for investigating the progressive collapse resistance. However, traditional methods for evaluating the member importance usually employ a single indicator, and when multiple indicators are involved, different indicators may generate different member rankings. Moreover, the truss string structure is a multiple super-stationary structure with many members, and the current studies mainly focus on cable failure, which does not mean that other members are not important. In this study, the initial selection of important members is first performed based on concept evaluation, and then, the alternate path method is used to analyze the progressive collapse resistance of truss string structures; the slope degradation coefficient γ of incremental dynamic analysis curve, load capacity degradation coefficient β, and nested load capacity degradation coefficient β′ are introduced; and the sensitivity coefficient SI_j and fragility coefficient VI_i are defined with axial force as the structural response. Based on the above five indicators, two cases are conducted to evaluate the member importance. The analysis results show that the cable and the bottom chord member at the support are evaluated as the first-level important members. Through the analysis of different indicators, it is found that the regularity of the coefficient of each member is inconsistent for different indicators. The results could be one-sided if the important members were evaluated by a single indicator only. In addition, the second-level important members of truss string structures are evaluated by multi-indicator analysis. Finally, the nominal progressive collapse resistance of truss string structures is given based on the importance coefficient of the first- and second-level important members.     

徐州火车站无柱风雨棚悬索结构施工技术

徐州火车站站台无柱雨棚为单向受力的张弦桁架钢结构体系,该体系由钢管桁架梁、撑杆和拉索组成。通过在下弦拉索中施加预应力,使上弦压弯构件产生反挠度,结构在荷载作用下产生的最终挠度减小,成为一种新型的自平衡体系。在该结构的施工中,预应力悬索是关键部位,预应力的施加和控制是重点。因此,有必要对悬索的施工技术进行探讨,为同类预应力钢结构工程提供借鉴。     

筑巢轻钢龙骨体系桁架梁试验研究及有限元分析

对5根采用蝶形连接件的不同构造形式的筑巢轻钢龙骨体系桁架梁进行承载力试验和有限元分析,研究筑巢轻钢桁架梁在竖向荷载作用下的受力特点、破坏模式、极限承载力及影响桁架梁抗弯刚度和极限承载力的主要因素。结果表明：桁架梁主要发生上弦端部或跨中的受弯或压弯破坏;减小第1个连接件距端部的距离或采用斜撑的方式会使桁架梁的破坏位置发生...     

受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析

为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明:下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。     

模块化装配式钢结构桁架梁承载力性能研究

对装配式钢结构住宅体系的钢桁架梁承载力进行研究,采用有限元软件ANSYS建立不同跨度、不同弦杆尺寸的钢桁架梁有限元模型,对其进行非线性静力分析,对比不同参数桁架梁的荷载-位移曲线,对桁架梁的极限承载能力以及变形破坏特性进行分析研究,获得装配式钢结构体系中钢桁架梁的破坏机理。钢桁架梁破坏时塑性区主要在跨中弦杆处,而腹杆相对受力较小,跨中弦杆先于腹杆破坏,满足"强剪弱弯"的设计要求;各桁架梁屈服荷载与极限荷载相差比较大,使得构件从屈服到破坏有较大的延性空间。     

28m预应力折线形屋架下弦杆被压坏的事故鉴定

在大跨度预应力混凝土屋架施工中 ,忽视了迭层浇筑的施工技术措施 ,致使施加预应力时 ,屋架下弦杆中的压应力发生不利的变化 ,最终导致下弦杆的破坏。     

考虑损伤累积效应的拱形立体桁架结构倒塌分析

以实际工程为背景,通过ABAQUS损伤材料子程序对拱形立体桁架结构进行连续倒塌分析,考虑了杆件失稳的影响,研究了该类结构在强震作用下的倒塌破坏机理和破坏模式。结果表明,强震作用下,拱形立体桁架结构杆件损伤不断累积,刚度逐渐退化,最终失效退出工作。损伤累积效应使杆件应力减小,应变增大,同时节点位移幅值增大。在地震波作用下,中间主桁架柱腹杆最先失效退出工作,随后失效区域沿主桁架平面外方向扩展并由柱脚发展至结构顶部。地震作用结束后,主桁架1/4跨度处腹杆以及部分长细比较大的柱腹杆发生失稳破坏。考虑杆件失稳的影响,将导致部分杆件提前失效,但对整个结构的破坏模式影响不大。     

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。