球幕影院超限结构的设计与分析

某球幕影院整体结构采用球壳竖向曲柱、普通框架柱及斜桁架作为竖向承重构件共同受力,球壳采用钢结构单层肋环形球面网壳,竖向曲柱与下部混凝土基座采用带关节的销轴铰接连接,在结构周边设置钢结构桁架以提高结构的抗扭刚度。基于结构布置、计算参数选取及主要构件的抗震性能目标,分析了结构周期及振型、竖向荷载下的球壳受力特征、结构稳定及楼板应力。结果表明:球壳结构受力由竖向荷载控制;竖向曲柱和水平环向拉杆协同受力,下部的水平环向拉杆竖向加密;球壳下部的竖向曲柱及外侧斜桁架易发生失稳破坏,根据欧拉公式反推计算长度系数;上部楼板有效宽度较小,应进行小震及中震下的楼板应力分析,并增设楼板钢筋满足中震设防目标。     

淮安大剧院主体结构设计

淮安大剧院位于7度抗震设防区,设有1 230个座席。建筑整体由上、下两个不同心的空间椭圆组成,建筑总高度为19.425~28.074m。主体结构在观众厅周边及舞台平面转角部位适当布置剪力墙形成钢筋混凝土框架-剪力墙结构。根据建筑体型需要,入口门厅采用斜柱钢结构体系,下端采用型钢混凝土柱与之过渡,并与下部混凝土构件可靠连接,屋面支座与主体结构铰接,在增大钢结构整体刚度和稳定性同时减小水平力作用下对混凝土结构的影响。建筑周边设置单向预应力拉索玻璃幕墙,最大拉索长度18m,单索拉力较大达到590kN,前厅采用外挑钢梁及自平衡钢立柱、后台及侧台周边采用钢筋混凝土外挑桁架作为拉索幕墙支座。经计算分析,设计满足相关规范要求。     

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。     

石家庄国际会展中心标准展厅钢结构设计分析

石家庄国际会展中心标准展厅屋盖呈折板形,采用斜放倒三角形空间桁架和变坡次桁架构成的结构体系,巧妙实现了建筑造型,主桁架跨度72m,竖向构件采用钢管混凝土柱。介绍了结构体系及屋盖布置,通过风洞试验得到风荷载取值,给出结构静力、动力及稳定性分析结果,并对关键节点进行验算。分析结果表明在各种不利荷载工况下,结构的周期、位移、应力等指标均满足规范要求,屋盖具有良好的整体稳定性。     

北昆国际文化艺术中心结构设计难点分析

北昆国际文化艺术中心项目主要功能为大剧场、小剧场、文化服务用房.因用地紧张,采用竖向分层布置,三层和四层的转换桁架实现了下部剧场空间的大跨度转换并支承上部办公服务用房,转换层以下采用钢框架(钢管混凝土柱)-组合剪力墙(型钢混凝土剪力墙)结构体系,转换层以上采用钢框架-支撑结构体系.主要介绍了多级转换桁架系统在中大震时的受力和变形分析;通过对转换桁架在不同荷载工况下的传力路径分析,对复杂转换结构的计算结果进行可靠性判断;对转换桁架及悬挑空腹桁架采用竖向地震系数法和反应谱法进行对比分析;对转换桁架进行抗连续倒塌分析;针对复杂多级跨层转换进行特殊定义的施工模拟分析;根据性能化设计要求,对结构进行大震动力弹塑性时程分析.结果 表明,结构布置合理,结构体系安全可靠.     

安徽百戏城结构设计

安徽百戏城是由大型杂技主剧场、地方戏剧场、综合性剧场及其配套用房组成的综合观演建筑。整体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,采用桩筏基础。楼盖为现浇钢筋混凝土结构,舞台塔、观众厅屋盖为大跨钢桁架结构。该结构为存在扭转不规则、楼板弱连接、穿层柱、斜柱、结构平面超长等不规则类型的超限高层建筑。本文从结构体系与布置、超限情况分析、主要设计措施、结构抗震计算等方面进行介绍分析。     

厦门小白鹭艺术中心结构方案设计

厦门小白鹭艺术中心是推动海峡两岸艺术交流的重要舞台,属于高大空间建筑。地上3层地下1层,是一座体形复杂,竖向错层较多,平面和竖向不规则的剧场。针对结构方案设计面临的结构体系选择、观众席大悬挑、屋顶大跨、舞台周围高大墙体、高压力柱及海边大悬挑风载等问题,分别采用了框架-剪力墙结构体系、纵向悬臂斜梁式挑台、焊接型钢梁挑檐、钢桁架结构、剪力墙内嵌梁柱和型钢混凝土柱等结构形式,满足了剧场建筑的各项功能要求。     

乌兰察布城展馆结构设计

乌兰察布城展馆主体形式为钢筋混凝土框架-剪力墙,内部存在空间钢桁架、双层钢网壳等多种结构类型,存在大悬挑、错层、钢与混凝土连接、钢结构异形节点等。双层球幕钢网壳作为悬挑桁架的支点,也是设计的一个亮点和难点。从结构基础选型到主体结构整体分析、从钢结构整体计算设计思路到复杂关键节点分析均进行了详细的阐述,重点利用PKPM及MIDAS两种软件对主体结构进行了多遇地震下的反应谱分析和弹性时程分析,并将结果进行比较。对双层球幕球壳结构进行分体计算,确保结构的经济及安全性。     

杭州国际博览中心物业塔楼施工模拟计算分析

杭州国际博览中心物业塔楼为钢-混凝土混合结构,施工过程中存在明显的结构竖向变形累积问题。运用MIDAS软件对结构进行了阶段施工仿真分析,根据结构的设计要求定义各施工阶段的材料参数、几何参数、荷载边界条件等,考虑施工过程中混凝土的徐变收缩效应,研究了在竖向荷载作用下结构体系的竖向变形。分析结果表明,整体模型与施工阶段模型的分析结果存在较大差异,在施工过程中应考虑混凝土的时变特性和阶段施工对结构的影响;钢-混凝土组合柱与核心筒剪力墙均存在着较大的竖向变形差;桁架部分底层柱在不同施工阶段下的荷载作用响应变化明显;桁架部分南端柱与北端柱间的竖向位移差较大,施工过程中该部分桁架的安装应该受到重视。     

鲁南高铁临沂北站站房结构设计与分析

鲁南高铁临沂北站站房为“桥-建”合一建筑,建筑造型独特,结构形式新颖.承轨层以下采用箱形钢管叠合柱-混凝土梁框架结构,候车层采用箱形钢管叠合柱-型钢混凝土梁框架结构,商业夹层采用箱形钢管混凝土柱-钢梁框架结构,屋盖为空间钢桁架结构.对空间整体结构进行了受力分析,对主入口大悬挑桁架进行了抗连续倒塌能力分析,对腹部大跨度拱桁架和主入口大悬挑桁架的铸钢支座进行了有限元分析,对主入口大悬挑桁架采用的大直径焊接球进行了足尺试验.通过设计分析,各项指标均满足相关规范的要求.     

济南万象城幕墙支撑结构设计概况

济南万象城建筑立面以“科技、时尚、活跃”为设计主题,强调主入口的导识性,在立面东南角主入口上方设置了醒目的不规则体块,幕墙支撑结构采用竖向承重吊杆加水平向抗风桁架代替传统的承重、抗风柱加水平连系梁的结构体系,结构采用固定球铰支座吊挂在主体结构上,具有空间形状复杂、悬挂质量大、系统刚度柔、节点构造复杂等特点。本文针对幕墙支撑结构布置、荷载与作用、结构静力分析、节点构造设计、吊杆荷载张拉等要点进行分析,以期对将来类似工程提供案例借鉴。     

科技馆球幕影院球壳力学分析

本文通过结合省科技馆球幕影院的实际工程,对混凝土球壳进行了力学性能分析,并对结果进行了讨论。分析结果表明,球壳在风荷载作用下对洞口比较敏感,而初始几何缺陷对混凝土壳的稳定性影响很大;同时,下部支承条件对结构的承载力也有影响。     

微医国际数字健康中心N1号楼结构设计北大核心CSCD

微医国际数字健康中心N1号楼为混凝土框架-剪力墙结构,底部设置38m跨35m高的通高大厅,通高大厅上部结构结合建筑造型采用拱形斜柱转换,高效传递竖向荷载和控制转换结构竖向变形。23层及屋面设置贝壳状连接体,连接体采用空间整体钢桁架,与两侧主体结构铰接连接,对连体钢桁架进行了特征值屈曲分析和舒适度分析,结果表明连体钢桁架具有足够的冗余度和良好的舒适度。进行了楼盖受力分析及超长结构温度应力、混凝土收缩应力分析,并采取了相应的措施;底部通高大厅采用单层拉索幕墙,对拉索幕墙及拉索固定支座构件进行了分析,根据分析结果采取了相应的加强措施。结果表明:结构受力合理,实现了结构安全和建筑造型创意的完美结合。     

广东省博物馆新馆结构布置及优化

为达到建筑效果,广东省博物馆新馆结构上利用建筑的竖向交通区域设置内置钢管混凝土剪力墙作为结构的抗侧构件和竖向承重构件,在剪力墙顶部设置大跨度的悬臂钢桁架。通过在桁架上设置竖向吊杆悬吊外围展厅和中庭回廊,并在外围设置空间构架作为建筑外墙的主支撑骨架。为了尽可能使结构布置简洁、受力合理、施工方便,设计时对结构布置不断进行优化,确保在有效的结构布置前提下进行结构设计。     

上海中心大厦考虑施工过程的竖向变形及差异分析与研究

根据CEB-FIP 1990规范中关于混凝土收缩、徐变的规定,按照施工顺序建模加载,考虑混凝土收缩徐变、施工标高调整、伸臂桁架连接固定时间、竖向钢构件预调整量等因素,结合结构高度580 m的上海中心大厦超高层建筑结构,分析计算了超高层结构中巨型柱与核心筒剪力墙的竖向变形及差异.分析表明,在重力荷载作用下,上海中心塔楼结...     

重庆“嘉陵帆影”二期超高层塔楼结构设计挑战

重庆"嘉陵帆影"二期超高层塔楼结构高440m(94层),是集酒店和办公为一体的综合楼,建成后是中国西南地区第一高楼。该建筑立面复杂,塔楼外框柱均为斜柱且存在分支转换情况,结构体系由低区框架-核心筒+伸臂桁架+腰桁架结构体系在380m高空转换为带支撑的纯钢结构体系。主要描述该超高层结构设计中所遇到的难点及解决方法,包括竖向构件外框柱和剪力墙的布置及选择、结构荷载的取值、整体结构的加强层布置及优化、"地圆天方柱"以及"分肢柱"等复杂节点的有限元分析和设计、结构构件的抗震性能目标等。     

敦煌莫高窟游客服务中心结构设计

敦煌莫高窟游客服务中心项目建筑新颖独特,平面形状非常不规则;结构平面尺寸超长,多为高大空间、大跨度曲面结构,构件多为不规则空间弧线、曲面,结构形式非常复杂。结合这些特点,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,通过防震缝、诱导缝等解决结构超长问题,减少温度应力;接待大厅大跨度双曲屋面采用网状斜交井字梁结构;采光井采用梁柱网格结构;数字影院、上下车区等屋面采用大跨度曲面空心楼板结构;球幕影院采用开大洞的混凝土壳体结构。并对整体结构以及大跨梁、空心板、混凝土壳等构件进行详细的计算分析。施工图构件平面定位及标高表达采用方格网坐标体系,对弧线、曲面实现空间定位。通过采用这些特殊的结构形式及图纸表达方法,解决了不规则弧形、不规则曲面等复杂空间结构问题,实现了独特的建筑造型。     

上虞游泳馆屋盖钢结构设计及关键支座有限元分析

上虞体育会展区游泳馆屋面钢结构工程采用了单曲倒三角空间桁架,主桁架一端近直角往下转折落于2层混凝土柱顶,竖向段近20 m形成落地桁架柱。柱底三管汇聚至楼面的支座处,导致支座顶板尺寸较大,形成有别于常规支座的异形抗震球型钢支座(固定铰)。主要介绍该结构设计的布置方案和受力特点,以及基于3D3S软件的结构静力分析以及抗震球型钢支座的设计分析、比较优化等,并重点对异形抗震球型钢支座进行了有限元分析。结果表明:当加载至设计荷载时,采用此类节点,可以满足设计要求。     

武汉江城之门大跨刚性连体超高层混合结构收缩徐变分析

武汉江城之门为双塔高位连体的门形超高层建筑，建筑高度241.9m,采用钢管混凝土柱框架+核心筒+加强层+连体巨型跨层桁架结构体系，核心筒角部及相交处内嵌钢骨，部分楼层内嵌钢板。采用SAP2000软件分别建立基于CEB-FIP 90、CEB-FIP 2010、GL2000理论的分析模型和无连体单塔模型，进行了考虑收缩徐变的非线性阶段施工模拟分析，对比了典型竖向构件变形和内力重分布结果。分析结果表明，伸臂桁架可有效平衡外框柱和核心筒的竖向变形差异；高位刚性连体的布置加大了外框柱和核心筒的竖向变形差异，其差异主要为弹性变形，收缩徐变引起的附加变形差异较小；混凝土收缩徐变带来的竖向构件轴力重分布表现为核心筒剪力墙卸载，外框柱和剪力墙内嵌钢骨加载，轴力变化最大值位于连体相邻下部楼层；对伸臂桁架和腰桁架内力影响主要体现为弦杆轴力的增大。     

某斜撑转换-桁架悬吊结构设计

某框架剪力墙结构,由于建筑造型需要,二层以上楼面往外悬挑6～10m,东、北两处抽柱后跨度达到30 ～40 m.为此,本工程采用了混凝土斜撑转换,入口大跨处采用了型钢混凝土悬吊桁架,较好地满足了建筑功能和受力的需要.首先分析了该结构的整体受力特性,通过对楼板进行了详细的应力分析,发现在悬挑和大跨位置,竖向荷载下会产生较大的平面应力,最后对型钢混凝土桁架的关键节点进行了有限元分析.