茌平体育馆大跨度弦支穹顶叠合拱复合结构体系

分析了茌平体育中心体育馆工程的建筑造型,根据屋盖造型提出了四种结构体系并进行了初步的对比分析,确定出了各方面性能较好的弦支穹顶结构体系作为屋盖结构体系,采用三维建模技术得到了钢拱的空间曲线。结合建筑使用功能和结构受力的要求,分别调整了弦支穹顶的结构布置并局部修改了建筑造型,进而提出了本工程采用的大跨度弦支穹顶叠合拱结构体系。采用有限元软件对这一新型结构体系在各种荷载工况和组合下进行了静力分析以及模态分析,得到了结构的受力、变形和振型特点,为工程的设计和施工提供了参考。     

弦支穹顶结构多维多点地震响应分析

本文研究了弦支穹顶结构在多维多点地震动激励下的响应情况,对40m、80m和120m跨度的弦支穹顶结构进行时程分析,列出了结构在不同视波速下三向及单向输入地震波行波激励下的地震响应,并与一致激励下的地震响应进行了对比分析。结果表明,考虑结构多维多点地震响应分析时,杆件内力随视波速的增大而减小,越来越接近一致激励下的杆件应力;且对弦支穹顶结构不同位置的杆件的内力值影响有所不同,相比单维多点输入,结构在多维多点地震动激励下的响应要大得多。因而,对于大跨度弦支穹顶结构,在计算地震响应时,必须考虑多维多点的影响,而且应对可能出现的地面视波速进行全面分析。     

茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场研究

太阳辐射作用下,茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场分布极为复杂和不均匀.为精确确定其温度场分布,为结构分析提供数据支持,本文基于APDL语言对ANSYS软件进行了二次开发,采用ASHRAE晴空模型编制了温度场数值模拟程序,对夏季太阳辐射、对流换热和热传导等作用下茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场进行了数值模拟,得到了整个结构的温度场分布规律,并由数值模拟结果分析得到室外钢拱构件的平均温度要比空气温度高很多、构件沿截面的温度梯度很高等重要结论,为随后的结构设计和分析提供了有力支持.     

整体张拉及杂交结构体系的特点与应用

重点介绍了空间结构近几年出现的若干新结构形式以及它们的构成和受力特点、主要设计问题及设计理论;这些新结构涉及到:索穹顶结构、弦支穹顶结构及巨型网格弦支穹顶结构、张弦梁(拱)及张弦桁架结构、悬吊索系及斜拉结构、车辐结构及索拱结构等。     

考虑施工因素影响的大跨度弦支穹顶结构性能研究

为准确把握多种施工因素对大跨度弦支穹顶结构静力性能的影响,以济南奥体中心体育馆为例,基于有限元数值分析方法,建立了122m的大跨度弦支穹顶结构模型,计算分析了预应力拉索施工阶段支座的约束状态和预应力拉索施工全过程对大跨度弦支穹顶静力性能的影响以及上层网壳施工安装偏差和施工环境温度对其稳定性能的影响。分析结果表明,上述四类施工因素对该大跨度弦支穹顶结构的静力性能有不同程度的影响,因此,在大跨度弦支穹顶的结构设计与施工过程中,应综合考虑各类施工因素的影响以确保结构在各阶段的可靠度。     

火灾下大跨度弦支穹顶结构的性能分析

基于实用大空间火灾空气升温经验公式及预应力钢结构材料高温力学模型,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于大跨度弦支穹顶结构抗火性能分析的数值模型。通过对大跨度弦支穹顶结构的抗火分析,研究结构的温度场分布、位移和应力特征以及支座约束条件对结构抗火的影响。分析结果表明:在火灾作用下,大跨度弦支穹顶结构具有较好的抗火性能,结构的抗火薄弱区域位于上层网壳的中心区域;火灾下引起弦支穹顶结构产生较大变形的主要原因是环向约束作用、材料升温膨胀以及结构刚度的降低。     

地震作用下弦支穹顶结构动力稳定性参数分析

弦支穹顶结构是一种新型结构体系,它综合了单层网壳结构和索穹顶结构各自的优点.为全面认识弦支穹顶结构在地震作用下的动力稳定性问题,本文以具有实际工程意义的50m跨度凯威特型弦支穹顶结构作为研究对象,系统分析了多种因素对弦支穹顶结构动力稳定性临界荷载的影响,其中包括:不同支座条件、不同矢跨比和不同杆件截面、不同拉索布置层数、不同拉索预应力值以及不同地震输入.本文成果为弦支穹顶结构的工程应用提供有价值的参考.     

大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论及程序编制

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。本文根据所确定的结构分析模型,结合现有理论,建立了大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论,并编制相应的结构分析程序。算例分析表明该理论及程序是正确有效的     

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。     

行波效应下大跨度张弦立体桁架结构地震响应分析

考虑地震波以有限波速度传播时所引起的地震行波效应,用地震波在地面传播时的相位差模拟地震波效应,对大跨度张弦立体桁架结构进行地震动分析。应用大型有限元软件ANSYS对大跨度张弦立体桁架结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,详细讨论了行波效应对大跨度张弦立体桁架结构地震响应的影响,以供工程设计参考。     

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。     

大跨度格构式拱结构对行波效应的响应研究

以100 m跨度的单榀钢管拱桁架屋盖为研究对象,研究分析其在水平和竖向行波效应作用下的多遇地震响应,得出行波效应的影响是显著的,其对结构的影响有利有弊,并且对大部分杆件和节点的影响随着波速的下降而越发不利,行波效应作用下内力和位移响应与一致激励相比,存在明显的滞后现象,当波速很大时,内力和位移反应的波形与一致激励下的波...     

武烈河大桥——钢管混凝土拱桥设计

承德市武烈河大桥主桥为单跨170 m钢管混凝土中承式桁拱桥,桥面总宽28 m。拱肋为钢管混凝土结构,矢跨比f/L=1/4.72,拱轴线采用m=1.3的悬链线,全桥分二榀拱肋,二榀拱肋中—中间距17.2 m。有限元分析采用大型桥梁结构分析软件M IDAS。     

矢跨比对弦支穹顶整体稳定性的影响

随着弦支穹顶在我国的逐步应用,其整体稳定问题日益突出.以两种矢跨比弦支穹顶为例,得出不同矢跨比弦支穹顶的缺陷敏感性规律.研究表明:进行特征值分析时,应不断调整外部荷载使结构的第一阶特征值为1.0,否则将产生虚假的特征值和屈曲模态,以及对结构的极限承载力的过高估计;矢跨比为1/10的弦支穹顶为缺陷敏感性结构,预应力的引入不足以改变其初始后屈曲性状,应严格执行网壳规范对其进行分析;矢跨比为1/15的弦支穹顶为缺陷不敏感结构,但在计算时结构不会自动进入分支路径,应以其特征值为参照,判断其失稳类型,并加入初始扰动使其进入分支路径.     

长乐市人民会堂结构设计

长乐市人民会堂建筑外形独特，采用了大跨度拱与框架相结合的新型组合结构形式。外围拱的最大水平跨度为51．2m，内部框架的最大跨度为31．2m；观众厅上空的大跨屋面结构采用了柱面网壳的钢结构体系；由于国内采用大跨钢筋混凝土拱作为民用建筑主体结构的工程实例还没有，可参考的文献资料不多，因此本文对这一新型组合结构的特点及结构分析、相邻不等高拱的连接做法、拱的轴线形态与截面形式，以及解决拱脚推力的措施等作了重点介绍；此外，还对本工程中结构关键部位的设计及构造措施、地基基础及地下室底板的设计等进行了技术总结。     

不同激励下大跨度CFST拱桥地震反应时程分析

以茅草街大桥为研究对象,基于ANSYS软件建立了该大跨度中承式钢管混凝土（CFST）系杆拱桥的三维有限元模型,并对其进行了自振特性分析,获得了结构的自振频率和振型。以此为基础,结合以Fortran Power Station4．0为平台编制的计算程序对茅草街大桥的地震反应进行了空间非线性时程分析,计算了一致、行波和多点输入下该桥的地震反应,分析比较了不同激励方式对于大跨度CFST拱桥地震反应的影响。结果表明,行波输入对该桥地震反应最为不利,使得结构关键截面内力显著增加;多点输入对结构地震反应的影响比较复杂,使有些构件内力反应增加,有些减小,但增加和减小的幅度不大。     

青岛北站站房屋盖结构体系研究

青岛北站站房屋盖跨度141 m、长度超过340 m,结构型式为立体拱架,主要构件均为异形截面。介绍了该工程的结构布置、截面分布、体系特点,分析了结构的受力特征、屈曲模态,验算了主要构件的内力。结果表明：立体拱架有效减少了拱的弯矩效应;交叉索对受力特性有较为显著的影响,合理安排索力与张拉顺序,可有效优化结构;对于拱形结构...     

龙屯路立交钢管混凝土简支系杆拱桥主桥设计研究

柳州龙屯路立交桥主桥结构形式为跨径92．5m下承式简支系杆钢管混凝土拱桥，通过分析结构体系的温度敏感性，本桥接近同类结构形式的极限跨度。主要介绍该桥的结构设计和结构静力计算情况，并对结构的合理拱轴系数进行分析研究。     

2008年奥运会羽毛球馆预应力张弦穹顶结构整体稳定分析

2008年奥运会羽毛球馆屋盖结构跨度93m,矢高9.3m,矢跨比1/10,经过多轮多层次优化采用了张弦穹顶结构。对张弦穹顶和单层网壳分别进行了包括内力、节点位移、特征值屈曲和非线性屈曲的荷载位移平衡路径的跟踪分析,阐述了结构选型的依据。分别以网壳杆件内力和节点位移为目标函数编制了优化程序,研究了钢索合理预应力水平的确定方法,分析了初始几何缺陷对整体稳定的影响,提出了初始几何缺陷的合理施加方法。     

西宁站大跨度加大悬挑钢桁架滑移施工技术

西宁站钢桁架结构采用拱形钢管桁架,钢桁架为三跨连续。钢结构大跨度钢桁架滑移施工技术主要应用于大跨度加大悬挑钢结构钢桁架的现场拼装、钢桁架滑移及安装施工中。目前,大跨度钢桁架结构体系在国内并不少见,但在32.5m大悬挑结构下滑移尚属首次。