双曲线抛物面钢结构冷却塔尺寸参数优选研究

以国外某200m高钢筋混凝土结构冷却塔为设计原型,通过有限元方法对双曲线抛物面钢结构冷却塔尺寸参数进行优选。建立16组不同网格尺寸及网壳厚度的模型,基于国内常见的环境条件进行内力计算及结构优选以计算各模型相应用钢量。结果表明,当选定网格尺寸为4m、网壳厚度为5m时,双曲线抛物面钢结构冷却塔用钢量最小,且稳定性也满足《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)要求,但不同网格尺寸及网壳厚度对应结构用钢量及稳定性差异不大。     

某大跨度干煤棚网壳结构设计及优化研究

以某大跨度干煤棚网壳结构为研究对象,在柱面双层网壳结构方案的基础上,提出采用折柱面双层网壳结构的优化方案,通过建立多个计算模型,分析对比不同折线坡度、网壳厚度对结构承载力和用钢量的影响,确定最优的结构几何参数。研究结果表明,在相同用钢量的情况下,折线坡度为9.16%、网壳厚度为4.4m左右时,折柱面双层网壳结构极限承载力比柱面双层网壳结构提升27.3%。     

大跨度双层圆柱面网壳结构的优化分析

本文在构造双层圆柱面网壳结构优化的最小造价目标函数的基础上，以网壳结构的矢跨比、网格尺寸、网壳厚度为设计变量，采用０．６１８法与穷举法，编制了计算程序ＶＯＰＤ，通过优化计算，得出了结构在不同屋面体系时，跨度从５０ｍ至１４０ｍ的最优网格尺寸和厚度，并将计算结果归纳为经验公式，以６０ｍ网壳为例研究了网格尺寸、矢跨比、荷载对结构用钢量、造价等的影响；并对三心圆柱面网壳与圆柱面网壳结构在电厂干煤棚中的应用进行了比较分析，得到了一些有价值的结论。     

蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计分析

针对单层蜂窝型柱面网壳结构强度和刚度较低,无法满足大跨度网壳结构需求的特性,提出了一种正放六角锥体系双层蜂窝型柱面网壳。即首层壳面为一类单层蜂窝型柱面网壳,二层壳面沿网壳跨度方向连接各节点。通过在每个单独的六边形网格中添加一个相应的正放六角锥型腹杆来实现网格间的连接,从而提高单元网格的强度和稳定性。单层蜂窝型柱面网壳结构与正放六角锥体系双层蜂窝型柱面网壳力学特性比较分析表明:基于双层网壳结构下的最大位移随着矢跨比的增大而增大,对于水平支撑较好的网壳结构,较小跨径比的结构具有更大的优势;加强后的正放六角锥蜂窝型双层圆柱面网壳刚度远大于单层蜂窝型柱面网壳结构。     

跨度800m双层网壳结构静力及稳定性能研究

以在寒冷地区建造一座跨度800 m城市穹顶为设定工程背景,研究该穹顶双层网壳结构的静力及稳定性能。对凯威特型平行弦三向交叉桁架球面网壳、凯威特型角锥球面网壳、凯威特型角锥悬链面网壳以及短程线型角锥球面网壳四种方案在相同荷载、相同几何参数条件下的结构性能进行研究,对结构跨度、矢跨比、结构厚度、网格径向分割数、支承方式以及材料强度等参数进行了600余个算例分析,得到结构刚度、稳定性、经济性等指标随上述参数的变化规律,同时给出了各种结构方案的杆件截面尺寸。研究表明,凯威特型与短程线型网壳适合于跨度800 m结构,其中凯威特型角锥球面网壳结构性能相对较优。该研究成果可为超大跨度网壳结构方案的选型提供参考。     

考虑安装应力的网格结构稳定承载性能试验研究

为研究安装应力对网格结构承载性能的影响,对平面尺寸为7m×12m和5m×12m的两个正交正放四角锥网架进行破坏性试验及有限元分析,结果表明安装应力使网格结构稳定承载力出现较大幅度的降低。对204个平板网架模型和140个双层柱面网壳模型进行参数分析,得到安装应力对稳定承载力的影响系数。采用有限元分析方法研究了38个具有整体失稳可能性的双层球面和双层柱面网壳模型,得到了稳定承载力安全系数K的合理取值范围。结果表明：试验测得的整体变形、刚度和稳定承载力与理想结构存在明显差异;安装应力对稳定承载力的影响系数服从正态分布,平板网架、双层柱面网壳稳定承载力影响系数分别为0.50和0.55;当考虑安装应力初始缺陷,采用Marshall压杆屈曲失稳模型时,建议K取2.0;由于JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》提供的全过程分析方法未考虑杆件初始应力,建议K取3.0。     

圆形平面不均匀柱网点支承球面网壳屋盖结构设计研究

由于使用功能和建筑平面布置要求,某职业技术教育中心圆形平面体育馆采用非均匀柱网布置,这使得屋面双层球面网壳结构的网格划分与一般情况不同。通过有限元分析,研究了双层球面网壳结构不同网格划分方式对网壳结构受力性能和用钢量的影响。结果表明,采用橡胶支座水平方向支座反力只有固定支座的1/14,构件最大压力只有固定支座时的62%;环向网格均匀划分和不均匀划分的网壳内力和用钢量相差不多,但网格均匀划分的网壳杆件种类要比网格不均匀划分少一半。     

点刚度法在提高柱面网壳刚度中的运用

阐述了点刚度法的基本概念。以 4 5m× 81m双层柱面网壳为例 ,对柱面网壳杆件布置形式对网壳刚度及用钢量的影响进行了研究。分析了两向正交正放、两向斜交斜放、正放四角锥、棋盘形四角锥、正放抽空四角锥等几种形式在相同荷载条件下的内力分布、三个方向最大位移及用钢量方面存在的差别。用点刚度法加以解释 ,得出了一些方法和结论。     

运河亚运公园乒乓球馆钢结构屋盖及墙面施工技术

文章以运河亚运公园乒乓球馆钢结构屋盖及墙面施工为背景,该工程通过正交正放四角锥双层网架结构、曲面斜交钢网格墙体及曲面正交钢网格墙体的组合,实现整体钢结构构造。详细介绍了能够保证正交正放四角锥双层网架结构吊装及卸载安全性、解决屋盖与墙面连接难度大的施工装置及连接节点,并阐述了正交正放四角锥双层网架结构、曲面斜交钢网格墙体及曲面正交钢网格墙体施工技术要领。     

蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计及加强

利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。     

长春电影大世界双曲网壳设计

本文介绍了长春电影城中重要的组成部分电影大世界工程概况及特点，方案比较和内力分析，以及网壳安装方法。本工程是由十二个双层双曲变断面同壳组成的网壳群体，建筑造型奇特为国内罕见。网格采用四角银使结构内力分布均匀，对悬挂荷载及开洞有利。网壳采用焊接空心球节点，因节点刚度较大，经济指标好，平均用钢量为２２·７ｋｇ／ｍ２。网壳按３种工况进行内力分析。施工采用逐步提升法。     

多点支承双层柱面网壳结构设计

针对北安分局养老中心屋顶曲面造型、跨度大的特点,选取了双层正放四角锥柱面网壳结构的设计,系统介绍了多点支承双层网壳结构的材料选择、荷载取值与内力计算、构件的承载力和稳定性验算、变形及节点设计与施工,为设计建造同类工程提供了参考。     

空间钢结构在高速公路收费站设计中的选型研究

由于高速公路收费站在城市建筑中的特殊地位及其对结构形式的特殊需求,大跨度钢结构越来越得到广泛的应用.文章讨论了几种收费站中经常采用的结构形式,并结合具体的工程实例,对平板网架结构和双层柱面网壳结构在高速公路收费站中的选型进行了较深入的研究.研究表明,在能够满足承载力和使用要求的情况下,应优先选用正放抽空四角锥网架;在结构跨度较大时,应优先选用正放四角锥柱面网壳.     

六杆四面体单元组成的新型球面网壳及其静力性能

提出了一种新型球面网壳,它由投影为四边形平面的六杆四面体单元集合组成,网壳的成形构造简单,便于工业化预制生产和装配化施工.这种杆件数和节点数相对较少、网格抽空的球面网壳,也能发挥双层网壳的作用.文中给出并讨论了新型球面网壳的基本结构体系和加强结构体系.为提高结构的刚度和稳定性,网壳的上、下弦节点可采用刚接节点、半刚接半铰接节点和铰接节点,可形成四种节点布置方式和杆件特性,即四种不同计算模型的球面网壳.本文作了竖向荷载作用下的受力特性分析,获得了基本与加强结构体系、四种节点布置方式的网壳内力、位移的基本规律和相互差异,为工程设计和结构选型提供了依据.     

大矢跨比球面网壳局部双层形式及稳定性分析

首先比较了适宜大矢跨比球面网壳的基本三角形网格划分形式,指出最优网格划分法得到的三类型数量(杆长、三角形、节点)最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法,基于最优网格划分短程线型与三向格子形网壳,构造五种具有工程应用价值的局部双层形式。采用几何非线性有限元理论和屈曲路径跟踪技术,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析。研究了稳定承载力随杆件尺寸变化规律,按梁单元与杆单元分析不同的稳定特性,大矢跨比局部双层与单层网壳稳定特性比较,以及小矢跨比网壳的屈曲特性。     

大跨度双层扭网壳结构的优化分析

在构造双层扭网壳结构优化的最小造价目标函数后,以网壳结构的矢跨比、网格尺寸、网厚度为设计变量,采用0．618法与穷举法,编制了优化设计程序LSD,通过优化计算,得出结构在轻屋面体系时．跨度在50—80m的最优网格尺寸和厚度,并将计算结果归纳为经验公式。     

单层球面网壳结构抗连续倒塌设计

单层球面网壳冗余度较低,个别杆件失效容易引起结构连续倒塌。为提高单层球面网壳的抗连续倒塌能力,可以采用将单层网壳主肋设计为局部双层的方法。应用ABAQUS软件通过自编程序,考虑杆件失稳及失稳后行为,对比分析了采用局部双层前、后静力荷载作用下单层球面网壳极限承载力、节点位移和失效模态,以及采用局部双层前、后地震荷载作用下单层球面网壳极限承载力。分析了地震作用下局部双层厚度不同时单层球面网壳结构的极限承载力。分析结果表明,将单层球面网壳主肋设计为局部双层可提高网壳结构极限承载力,改变网壳失效模式。     

点支承斜放四角锥网架的研究与应用

双层平板型斜放四角锥网架节点构造简单,受力合理,用钢量是四角锥体系网架中最小的一种形式,也是国内工程中应用较多的一种。但这种网架只适宜应用于周边支承的情况,若为四点支承,属几何可变体系,结构不能成立。本文介绍一种斜放四角锥网架———封闭型四点或多点支承斜放四角锥网架,它既可用于周边支承,也可用于点支承。     

筑梦航天 合作共赢 湖南航天“068”工程项目

<正>项目名称:岳阳现代装备制造产业园"068"工程总装试验厂房建设单位:湖南省第三工程有限公司项目面积:5832平方米项目年份:2016年项目地点:湖南岳阳项目亮点:采用双层椭圆柱面网壳,四角锥单元结构形式,网壳结构厚度从3m-6m变化,支承形式为两侧底边多点支承,底部刚接;网壳局部支承于工艺楼混凝土柱顶,采用铰接支座。网壳结构杆件采用空心圆管,节点采用焊接球节点。     

舟山体育馆顺利通过竣工验收

杭州大地网架设计、制作、安装的舟山体育馆,其屋盖结构采用正放四角锥双层球面网壳,节点均采用螺栓球节点（36个支座处为焊接球）,网壳跨度93．2m,球半径106．2m,厚度2．7m,覆盖面积8070m^2,展开面积8591m^2,网壳结构下弦周边支承于下部钢筋混凝土柱上。