援塞内加尔竞技摔跤场钢罩棚结构设计

援塞内加尔竞技摔跤场钢罩棚为210m大跨空间拱结构,由主拱、后拱及次桁架组成,介绍了结构方案选型、结构静力、稳定及拱脚节点分析。结果表明,主拱采用菱形截面,后拱及次桁架采用倒三角空间立体桁架,以及纵向次桁架、联系桁架、支撑布置是合理的,杆件截面受力均匀,节点构造简单,结构空间整体性强;采用万向球铰支座的主拱拱脚节点设计合理,能够满足设计要求。     

某大型公共建筑采光顶支承结构体系分析

玻璃采光顶具有丰富建筑造型、提高自然采光、节约能源等优点,其在大型公共建筑中具有广泛的应用空间.结合工程实际,在讨论玻璃采光顶特点的基础上,着重分析不同杆件分别采用不同截面时,对整体结构的受力和刚度的影响.通过对不同结构体系模型进行模态响应对比分析,进一步强调结构杆件截面的选择对整体结构受力影响的重要性,为实际工程中类似采光顶支承结构体系的优化设计提供参考方法,从而达到结构受力合理,刚度适中,经济可行的目的.分析结果表明：环梁、立柱及主拱梁的截面选取极大影响整体结构的受力和刚度,并且也影响采光顶的通透性;次梁、支撑截面尺寸虽对整体结构受力、刚度影响不大,但须满足经济性要求.     

曲线条件大跨度拱加劲连续梁设计

贵南高铁二塘双线特大桥采用90m+180m+90m拱加劲连续梁结构。大桥位于曲线上,梁体采用分段直线布置,悬灌施工;主拱采用哑铃形钢管混凝土拱肋,钢管直径1 m,拱肋全高3 m;采用整束挤压钢绞线吊杆,全桥拱设置36组吊杆;纵向活动主墩通过构造措施,形成半刚构结构体系,限制部分梁体问题伸缩变形;大桥采用先悬灌主梁,后在主梁上搭设支架原位拼装拱肋方式施工。经论文研究计算结果表明,该桥刚度、受力等均满足规范要求。     

海口双子塔-南塔折线型腰桁架设计研究

海口双子塔-南塔结构体系为设置加强层的巨型支撑框架-核心筒混合结构,其中腰桁架采用折线型布置,其与在同一平面内布置的常规直线型腰桁架在受力性能、杆件布置和节点构造上均有较大不同。通过对不同弦杆夹角腰桁架结构模型算例的计算分析,得到了折线型腰桁架杆件的弯曲变形、剪切变形、轴向变形和扭转变形分量分别引起的结构侧向变形的比例关系,及主要变形分量引起的结构侧向变形与折线型腰桁架弦杆夹角的关系,提出了影响折线型腰桁架抗侧刚度的主要影响因素与变化规律,折线型腰桁架的抗侧刚度与腰桁架弦杆夹角正弦的平方近似为线性关系。根据折线型腰桁架的特点提出了杆件布置和节点设计的原则,对于复杂空间结构桁架合理设置腹杆角度可以使节点设计简单、传力可靠。     

太原市南中环汾河桥主桥设计

太原市南中环汾河桥是跨越汾河连接太原市东西城区的重要桥梁.主桥为60 m+180 m+60 m下承式连续拱梁组合体系结构,拱肋由主拱和副拱形成月亮造型,通过斜拉杆将两个向外倾斜的月亮造型拱肋连为一体,主吊杆、斜吊杆、斜拉杆形成六索面吊索体系,加劲梁中跨92 m部分为钢混凝土叠合梁,其余为预应力混凝土箱梁,拱肋的恒载水平力由系杆索平衡.本桥结构独特、外型优美,尤其是中央斜拉杆的设置,既是受力的需要,又丰富了建筑造型.本文介绍桥型构思、方案比选以及主桥的总体设计.     

济南东站落地拱屋盖结构体系研究

新建济南东站屋盖为复杂双曲面落地拱结构体系,最大跨度为156m,刷新了中国高铁客站的结构跨度。详细介绍了该屋盖的结构布置、荷载作用、设防目标、构件截面以及体系特点,分析了结构的静力特性、动力特性以及整体稳定性,对拱脚预应力拉索、基础刚度、屋盖纵向刚度、节点设计等关键技术进行了研究。研究结果表明:结构体系传力明确合理,主桁架拱以轴力为主,弯矩效应较小。温度对结构的变形影响较大,施工阶段极限温差对结构的影响较小。自振模态分析和屈曲分析表明结构的整体刚度和稳定性较好。拱脚拉索方案很好地解决了拱脚水平推力的问题,关键节点设计解决了受力复杂、汇交杆件较多的情况以及夹角较小的情况,实现了建筑构想,该研究对以后高铁客站的设计具有很好的借鉴意义。     

长江防洪模型大厅结构设计与分析

长江防洪模型大厅干流大厅主体部分单跨90m,长450m,采用120m跨钢管提篮拱+吊杆+90m跨预应力网架杂交空间结构。通过采用提篮拱及其吊杆作为屋盖网架的中间支座,将网架单向90m跨受力变为双向90m×90m受力,充分发挥了网架空间受力的优势;并在网架下弦设置预应力拉索,提高了结构的空间刚度;这些措施使该工程取得了较好的经济效益和建筑效果。重点介绍了结构选型、布置及分析,以及拱基础和预应力钢结构节点及网架支座的设计。     

某大跨度罩棚结构基于支座刚度的对比分析

某体育场西侧罩棚采用倒三角形空间桁架拱作为其长跨方向的主承重结构体系,屋面结构通过短跨方向的桁架梁支承于该桁架拱的下弦,主桁架拱的拱脚支撑于两端地面基础,结合独特的建筑造型,主拱桁架在竖向平面内还以一定的角度倾斜。针对主桁架拱在本工程中的重要性,设计中除了考虑满足各项常规要求,同时还进行了基于不同拱脚支座刚度的对比分析。分析结果表明,在拱脚支座刚度满足一定要求时,本工程罩棚钢结构的整体稳定性能和抗震性能可以得到保证。     

世博文化中心主体结构设计与分析

上海世博文化中心碟形主体结构由36榀悬臂长度不等的桁架和内框架结构组成。结构受力以静荷载为主。有效控制桁架端部的变形及减小桁架和内框架的受力是该结构设计的重点。设计时分析了结构的受力特点并针对关键构件进行了加强,首先在内框架顶部设置两道矩形钢管主环梁;其次将六层楼板加厚为200mm,并在楼板应力大的桁架第一节间位置铺设钢板。上述措施如同在36榀内框架顶部加了一道“紧箍”,显著减小了桁架端部变形及主要构件的受力。动力分析表明：该结构的振动特性不同于普通的高层建筑,扭转成为第1振型,但结构具有相当大的侧向刚度,且抗侧力构件分布均匀,并采用钢框架结构,在水平地震作用下不致出现脆性破坏。为研究楼板刚度对结构的影响,建立了考虑楼板刚度、不考虑楼板刚度及单榀框架等3个计算模型,分析了主要杆件在这3个计算模型下受力的差异,结果表明,楼板刚度对主要杆件的受力有显著影响,但对不同的杆件受力影响有所不同,设计时须取3个计算模型下的包络结果进行设计。     

苏州高等教育园预应力拉索拱结构设计与分析

苏州高等教育园主入口钢结构预应力拉索拱是教育园的标志性建筑。结构建筑造型复杂,体量较大,结构采用了空间管桁架形式。讨论了结构计算和设计中的主要问题,包括杆件设计、节点设计和抗震分析等。分析结果表明,此类管桁架结构按桁架模型和刚架模型计算结果整体上差别不大,但局部杆件可能需要考虑次弯矩的不利影响;预应力的大小影响拉索拱的模态和自振周期;拉索预应力的取值要综合考虑结构的整体反应、变形要求和经济性等因素。     

大跨度预应力拱桁架煤棚布索方案研究

针对大跨度预应力拱桁架煤棚,提出3种布索方案,对这3种方案下的预应力拱桁架进行静力及稳定性分析,分别从结构的用钢量、索初始预拉力、杆件内力分布、位移、水平支反力、以及结构稳定性这6个方面与未布索拱桁架作综合对比。结果表明:3种布索方案与未布索拱桁架相比,能有效降低结构内力峰值,使结构的内力分布更加合理,提升结构的刚度,降低结构的支座反力,提高结构的稳定性。布索方案3(V字撑内凹式索拱桁架结构)各受力性能指标与未布索拱桁架相比提升最明显,是最优方案,但对于储煤结构的应用而言,也应同时考虑施工难易情况。     

下穿式斜拉-拱组合结构体系桥:深圳燕罗人行桥

燕罗人行桥桥长136.0m,桥宽11.5 m,主跨108.0 m,矢跨比1/11.74。桥梁设计首创了“下穿式斜拉-拱组合结构体系”,相较于常规的上承式拱桥,该组合结构体系显著改善了主拱的受力,降低了拱脚的水平力,提高了主拱的刚度。燕罗人行桥由主拱、主梁、桥塔、主索、背索、竖向撑杆、圆管立柱和基础等组成,采用水中少（量）支架施工。     

北京工人体育场开口单层扁薄拱壳罩棚钢结构整体稳定性能研究

北京工人体育场钢结构罩棚为周边设置摩擦摆支座的开口单层扁薄拱壳结构。为提升结构整体稳定性，采用考虑结构整体初始缺陷的4等分杆件模型进行有限元模拟，针对拱壳整体形态、构件截面规格和支座刚度共计3类11个参数进行单变量敏感性分析，评估结构在特征值屈曲分析、弹性和弹塑性全过程分析下的受力性能。分析表明：弹性全过程分析临界系数与特征值屈曲分析临界系数间具有强线性相关性，二者比值平均为0.535;结构塑性折减系数平均值为0.418;拱壳整体形态类参数的敏感性相对较高，其中拱端高差敏感性最高；构件截面规格类参数中，拱肋和外环梁截面规格的敏感性较高，支座刚度的敏感性相对较低。提出了结构整体稳定设计流程，结合特征值屈曲敏感性分析结果、构件承载力富余度和弹塑性全过程分析出铰杆件类型进行综合分析，有助于提高结构整体稳定设计效率。     

下承式钢桁架拱桥关键设计参数应用研究

钢桁架拱桥因造型优美、刚柔相济的建筑效果而得到广泛应用。但是桥梁设计时结构刚度、矢跨比、以及吊杆的设计直接影响桥梁的美观和安全运营。文中在总结国内外钢桁架拱桥设计经验的基础上,以自贡市汇兴路1号桥项目为工程依托,采用有限元软件Midas/Civil程序建立全桥的计算模型,对下承式钢桁架拱桥的结构刚度、矢跨比、吊杆等关键设计参数进行了研究分析,结果表明相似桥梁设计时,主梁与拱肋刚度不宜过大,吊杆刚度不宜过小。下弦杆矢跨比在1/4.5～1/6之间取值时,结构受力比较合理。吊杆断裂仅对吊杆断裂处拱肋影响较大,而对整个拱肋影响很小,吊杆断裂对相邻两根吊杆索力的影响较大。为下承式钢桁架拱桥的合理设计提供参考。     

主要设计参数对斜靠式拱桥地震响应的影响

以某斜靠式拱桥为工程背景,采用有限元软件MIDAS/Civil建立该桥的空间有限元计算模型,分析主要设计参数对斜靠式拱桥地震响应的影响。计算结果表明:斜靠拱与主拱刚度比的变化决定了斜靠拱对该斜靠式拱桥的作用;矢跨比变化对该斜靠式拱桥的顺桥向地震响应影响较大,尤其是对轴力和面内剪力的影响较大;横撑数量减少时,主副拱之间的连接变弱,使其整体性变弱,不仅削弱了斜靠拱对结构的作用,而且不利于斜靠自身受力。尼尔森体系吊杆形式使桥面系与拱肋的连接增强,使主拱肋的轴力变化均匀,同时增加了对桥面系的约束,可适当减小桥面系的位移。     

高速铁路大跨度连续梁拱横向计算分析

合安高速铁路花岗特大桥是合安高速铁路工程的一部分,为预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构,横向为单箱双室箱形截面。本桥全长361.6 m,桥面宽14.2 m。根据横向受力方式的不同,将计算分析分为普通截面和吊杆截面,采用有限元设计软件桥梁博士对普通截面和吊杆截面进行横向受力分析,根据计算结果进行配筋及截面设计优化。     

北京理工大学体育馆钢结构与混凝土支墩承载力分析

北京理工大学体育文化综合馆钢结构屋盖采用了主桁架拱悬吊屋面桁架的结构形式,主拱是由钢管桁架组成的截面形式为平行四边形的圆弧拱,屋架采用由钢管组成的倒三角形曲线桁架.首先利用有限元法,分析钢屋盖在不同荷载组合工况下的内力和变形;其次对在结构中起重要作用的主桁架拱,进行弹性屈曲分析及弹塑性极限承载力分析,以评价主桁架拱承载力的安全储备;最后针对主拱混凝土支墩在施工中出现的裂缝问题,进行较为精确的数值分析,并讨论在不同荷载条件下的应力和裂缝分布.     

北京理工大学体育馆钢结构与混凝土支墩承载力分析

北京理工大学体育文化综合馆钢结构屋盖采用了主桁架拱悬吊屋面桁架的结构形式,主拱是由钢管桁架组成的截面形式为平行四边形的圆弧拱,屋架采用由钢管组成的倒三角形曲线桁架。首先利用有限元法,分析钢屋盖在不同荷载组合工况下的内力和变形;其次对在结构中起重要作用的主桁架拱,进行弹性屈曲分析及弹塑性极限承载力分析,以评价主桁架拱承载力的安全储备;最后针对主拱混凝土支墩在施工中出现的裂缝问题,进行较为精确的数值分析,并讨论在不同荷载条件下的应力和裂缝分布。     

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。     

杭州亚运会曲棍球场大跨钢罩棚结构设计

杭州亚运会曲棍球场钢罩棚结构平面形状为椭圆形。屋面结构体系为钢桁架拱结构：由南北向2榀三管钢桁架拱和最外侧2根圆钢管拱组成主受力结构,东西向通过单向平面桁架连接,组成次受力结构。钢结构屋面通过8个支点落于4个高约6m的混凝土高支墩基座上,高支墩采用桩基础。介绍了曲棍球场看台屋面钢结构的方案比选和风荷载受力特点;进行了多支座类型的整体计算,并取包络值;考虑了复杂节点的应力分析。介绍了大弯矩、大剪力等复杂受力的高支墩及基础设计方法;提出了考虑桩水平承载力、增加结构自重、增设拉梁等综合措施解决基底大水平推力问题。分析结果表明：曲棍球场的各项性能指标均能满足设计要求。