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。     

哈尔滨万达滑雪场钢结构关键节点设计

由于整体结构的复杂性,哈尔滨万达滑雪场钢结构节点种类较多,体积较大,形式复杂,节点设计难度很大。重点介绍了典型关键节点,包括高区巨型框架柱交叉节点、楼面桁架节点、屋面桁架节点、抗风桁架与屋面连接节点计算及设计原则、优化和细化过程、构造细节及加强措施。并对上述节点进行了三维整体有限元分析,旨在保证滑雪场节点美观安全、经济合理、方便施工,为大型滑雪场类工程提供一些可借鉴的设计经验。     

厦门翔安体育交流中心大跨重型楼屋面设计

简要介绍了厦门翔安体育交流中心的结构设计及游泳馆顶大跨度楼盖设计,重点介绍了跨度为63m×72m的篮球馆重载屋面设计,该种植屋面恒荷载约为普通轻质钢屋面荷载的10倍,采用6种结构方案进行选型对比,提出了一种新型预应力拱形钢桁架结构,该桁架的几何构造完全基于结构的内力分布特征,具有安全、经济、美观的特点。针对大跨重载屋面在恒载作用下产生较大水平支座反力的问题,采用了施工阶段和使用阶段不同类型的支座约束条件,释放了大部分水平力,优化了下部结构的设计。此外,还研究了重要节点如支座节点和预应力拉索张拉端节点的构造,进行了有限元分析;对该项目进行了上下部结构整体协同分析,并有针对性的采取了加强措施。     

昆明南部汽车客运站钢结构设计

昆明南部汽车客运站是面向东南亚的枢纽客运站,站房主体为钢框架,屋面结构采用支承在柱顶树形支撑上的空间管桁架,造型新颖。针对该工程的特点,从结构体系、抗震分析、节点构造等方面进行详细介绍,重点分析了主体结构和屋面结构的相互作用、风荷载对大跨度屋面结构的影响。     

萨摩亚游泳馆屋盖钢结构设计

萨摩亚游泳馆屋面造型为复杂的双曲面,结构体系为圆管和方管相贯节点桁架结构。由于该地区风荷载达到1.89 kN/m2,屋盖钢结构需要布置大量的支撑,同时主桁架支座节点处剪力很大,远远超出了规范的要求。通过建立整体结构的有限元模型,经过反复的计算,结果表明,结构和支撑的布置满足安全性和经济性的要求。混凝土柱顶采用斜坡平台将主桁架支座处的部分剪力转化为拉力或压力,从而使剪力值满足计算和构造的要求。根据计算结果、运输和安装的要求,进行节点设计。     

鲁-台经贸中心展厅复杂钢结构设计

鲁-台经贸中心包括展览区、商业区、共享大厅等功能区,主体采用框架-剪力墙结构,外围采用钢结构网壳围合成整体。展览区是双层展厅,展厅楼面和屋面均采用钢桁架体系。楼层结构采用双向布置的钢桁架,是由主桁架、次桁架、小桁架等组成的多层次桁架系统。屋面采用大跨空间钢桁架结构,主桁架为倒三角形管桁架,跨度72m。通过边桁架、拉结桁架和上弦支撑等,将主桁架拉结成为整体。本项目钢结构具有空间造型复杂、跨度大、荷载重、结构超长等特点。采用多种程序建立空间模型,对结构进行整体分析和多种补充分析,包括:楼层钢结构活荷载不利布置分析、竖向振动分析;屋面钢桁架稳定分析;整体结构动力弹塑性分析等。对重点部位和重点构件提出专门的性能目标。重视钢结构节点和构造设计,保证钢结构的安全性和冗余性。项目已投入使用,钢结构受力性能良好,结构体系安全可行。     

徐州音乐厅结构设计

徐州音乐厅外形呈多曲面的紫薇花形状,音乐厅主体结构采用钢筋混凝土少墙框架体系,外围护结构为方钢管相贯焊接桁架结构体系,同时大跨度、大悬挑、预应力及索桁架点式幕墙等结构技术在该项目中均有应用。混凝土结构采用SATWE软件进行计算分析,对于外围多曲面的钢结构与内部混凝土结构的整体采用MIDAS软件建立三维整体模型进行分析设计与优化。针对方钢管相贯焊接桁架的关键节点,进行足尺寸节点模型比对试验,通过计算分析与试验相结合,确保项目成功实施。     

南太湖湿地奥体公园球类馆钢结构工程设计及关键节点受力性能研究

南太湖湿地奥体公园球类馆钢结构工程采用了单曲扇形多层次叠屋面空间桁架及V形柱框架结构体系。介绍该结构设计中局部选型、主要技术难点和措施以及关键铸钢节点设计等,并对铸钢节点进行有限元分析。结果表明:当加载至设计荷载时,采用此类节点进行结构设计,可以满足设计要求,最后用3D3S软件对结构进行静力分析。     

合肥南站主站房大跨钢结构设计

合肥南站属于特大型交通枢纽,主站房屋盖平面投影为矩形,采用双向正交正放大跨桁架结构体系。结构杆件采用圆钢管,节点主要采用焊接球节点和相贯节点,部分节点采用铸钢件。详细介绍了主站房屋顶钢结构的结构体系,同时针对工程特点,对结构平面支撑体系、立体与平面桁架之间的转换体系以及结构角部区域桁架布置体系的优化内容进行了介绍;并介绍了钢结构设计控制指标及用于结构分析的荷载及荷载组合。采用MIDAS/Gen软件对结构建立三维整体模型,结合自主编制的结构校核程序进行了结构分析;对关键节点也采用MIDAS/Gen软件进行了有限元分析。结果表明,整个结构设计满足规范要求。     

北京奥运会乒乓球馆大跨度预应力桁架壳体结构设计

预应力桁架壳体系是在张弦结构基础上发展起来的一种新型空间杂交张拉结构。详细介绍了大跨度预应力桁架壳体在2008年奥运会乒乓球馆——北京大学体育馆复杂造型屋面中的具体应用。包括不规则曲面屋面的形态设计,屋盖结构体系的布置特点,荷载取值,初始态张拉分析,静力性态分析,动力分析,非线性屈曲分析以及拉索锚固节点弹塑性分析等。分析方法和结果可供类似结构的分析、设计参考。     

某钢管混凝土转换桁架支座节点分析

钢管混凝土转换桁架支座节点为结构的关键节点,且受力复杂。结合科威特中央银行大厦工程,对转换桁架与混凝土连接处支座节点进行受力分析。采用ANSYS有限元分析软件,考虑材料非线性,探讨该复杂节点的受力特点,提出转换桁架与下部钢管混凝土柱及混凝土剪力墙连接节点的设计方案,可为今后设计人员在此类节点设计时提供参考。     

武汉市月亮湾城市阳台索膜结构设计与节点优化分析

武汉月亮湾城市阳台项目索膜结构整体造型是异形曲面,为大跨度柔性结构,索膜结构主要由起承重作用的承重索、起稳定作用的稳定索以及周边起刚性支承作用的桁架构成。恒载作用下,管桁架构件最大应力出现在支座附近,杆件以压力为主。首先详细介绍了阳台索膜结构的设计,并对不同荷载条件下的索膜结构进行了静力与稳定性分析;然后从钢桁架结构柱提取典型节点进行有限元建模,对其进行校核与优化分析;最后提出了节点优化设计建议。     

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。     

河南艺术中心大剧院钢屋盖基于延性的性能化设计研究

河南艺术中心大剧院是屋盖为平面钢管相贯桁架、下部由三个钢筋混凝土结构单元组成的复杂结构体系。进行了基于延性的结构抗震设计研究,对整体结构进行小震、中震反应谱分析及大震弹塑性时程分析,对结构自振特性、构件应力比、结构位移、塑性铰分布与损坏程度等进行了深入的量化分析。研究了结构整体大变形失稳破坏极限状态下的体系强屈比和体系延性,并确立了关键节点不屈服的性能设计目标,对整体结构进行了考虑几何非线性、材料弹塑性、初始几何缺陷的荷载-位移全过程屈曲稳定分析,并完成了相关结构构件与节点的设计。实现了基于延性的抗震安全及体系稳定安全的双重设计目标。     

云南师范大学体育馆屋盖结构设计

云南师范大学体育馆钢屋盖采用一种新型的折板网壳结构,从形式上看类似折板结构,由96片斜置的平面桁架(两两之间共用弦杆)按相同的角度放射状布置;从受力上看属于受压壳,平面桁架的上下弦杆均受压,压力由柱顶环梁的拉力来平衡.文章结合具体的结构设计,详细介绍了钢屋盖的结构体系;分析了结构的静力性能、动力特性以及温度对结构的影响.几何非线性整体稳定分析中考虑了初始缺陷的影响,计算结果表明结构不会发生整体失稳和局部失稳.最后,介绍了结构重要部位的节点设计.     

错列桁架体系高层钢木混合结构整体稳定性多因素分析

错列桁架体系高层钢木混合结构住宅是一种新型的绿色住宅。通过建立8个结构模型,考虑材料非线性和几何非线性对结构整体稳定性进行分析,研究结构材料、高宽比、不同抗侧力体系等因素对该结构整体稳定性的影响规律,探讨该体系合理的结构形式及布置。     

北京展览馆综合楼展示中心结构设计

北京展览馆综合楼展示中心采用了框架剪力墙-空间钢桁架结构体系,对这种新型的空间结构形式采用了不同程序进行对比分析计算。分别采用了刚性和弹性楼板假定,并考虑了垂直地震作用、温度应力对结构内力与变形的影响,验算了罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。对影响结构抗震性能的关键节点进行了抗震设计,为混合结构在高烈度区的应用积累了经验。     

整体张拉式钢索膜结构抗连续倒塌分析

以整体张拉式钢索膜结构为对象,考虑材料非线性与几何非线性,建立了相应的有限元分析模型。通过敏感性分析确定了钢结构系统与索系统的关键构件。采用考虑初始状态的等效瞬时加载法对该钢索膜结构体系进行结构抗连续倒塌能力分析。结果表明:对于索系统,两侧的背索是维持结构整体性能的关键构件;由于存在备用荷载路径,中间部位的索失效后,整体结构变形较小;钢结构系统中由于下部支承结构冗余度较高,无论单根桁架柱、斜撑柱或1对斜撑柱失效后结构响应均变化不大;桁架梁的跨中下弦杆与桅杆失效后会引发结构响应较大变化,可确定其为关键构件;中间榀桁架梁跨中下弦杆与下悬索的失效不会导致结构发生连续倒塌;两侧索结构由于缺乏备用荷载路径,背索与桅杆失效会导致结构局部破坏。     

上海中心大厦巨型框架关键节点设计研究

上海中心大厦主体结构采用巨型框架-伸臂-核心筒结构体系，节点设计是巨型框架设计中的关键环节。介绍了基于性能的节点设计原则，研究了伸臂桁架与巨型柱连接节点、环带桁架螺栓拼接节点两类典型节点。伸臂桁架与巨型柱连接节点，节点区受力复杂，同时承受较大的轴力与弯矩，运用有限元方法对该类节点简化设计公式的适用性进行了验证。研究表明：简化设计公式能够满足工程精度要求，可作为该类节点初步估算的验算公式；环带桁架螺栓节点具有螺栓拼接长度超长、螺栓数量多、构件截面大及拼接板材厚度大的特点，运用有限元方法研究了该类节点的传力机理，并对螺栓拼接节点的安全性进行了考察。研究表明：该类节点满足指定性能需求下的承载力设计要求，螺栓传力呈现两端大，中间小的受力性态，但随荷载的增加螺栓传力不均匀性呈降低趋势；同时研究还表明，螺栓拼接长度较长会改变构件的力学特性。图15表2参7     

广州白云机场东三、西三连接楼钢结构设计

广州白云机场东三、西三连接楼为一期工程的近期扩建内容,在结构设计上进行进一步的改进。屋盖结构利用张拉膜采光窗的之字形边桁架,以解决主桁架的侧向稳定问题,从而取消了一期设计的数道纵向次桁架。对节点进行了改进,支座、人字柱端节点、多管相贯桁架节点等部位采用了铸钢节点。