某大跨钢桁架屋盖施工过程模拟分析

某体育馆钢屋盖采用正交正放焊接球支座钢桁架结构体系.根据施工现场条件,钢桁架屋盖拟采用地面散拼、分段吊装的方式进行安装,采用各临时支撑点逐级卸载的方式进行卸载.文章采用Midas Gen有限元分析软件建立钢桁架屋盖分析模型,对结构安装及卸载进行施工过程模拟分析.通过模拟分析结果,制订合理的施工方案,确定施工过程中关键控...     

北京工人体育场大跨度开口单层拱壳钢屋盖卸载技术研究

北京工人体育场改造工程中屋盖采用大跨度开口单层拱壳钢结构,安装高度很高,需要设置临时支撑。结构安装完成后需对下部布置的压力环桁架安装支撑结构进行整体卸载。为确保整个结构卸载后,平稳地从支撑状态向结构自身承受荷载的状态过渡,采取分区分级对称卸载方法,制定了临时支撑的卸载方案,通过MIDAS Gen软件对卸载过程中钢屋盖结构和支撑等的变形和受力情况进行了计算,并对卸载过程中内环梁上的变形进行了监测。结果表明：临时支撑卸载方案可行,结构、支撑等在卸载过程中的变形和受力都满足规范要求。实际监测数据与数值模拟结果差距较小,说明结构整体施工质量控制较好,也证明了施工模拟分析的准确性。     

江苏大剧院音乐厅临时支撑卸载方案研究

施工过程中设置临时支撑几乎是所有大型复杂建筑钢结构工程必然遇到的问题,临时支撑的存在,形成了施工安装阶段的临时受力体系。如何选取临时支撑布置及卸载方案对工程建设具有重要意义,不同的临时支撑布置和卸载方案其辅助用钢量也会不同,如何在确保安全的前提下,提高经济性是施工研究的关键问题之一。以江苏大剧院音乐厅屋盖钢结构施工安装为背景工程,采用有限元软件MIDAS对结构进行临时支撑卸载方案研究,分别对分阶段卸载方案和分区分步卸载方案进行了对比分析。研究表明,江苏大剧院音乐厅屋盖钢结构工程采取分阶段卸载方案较分区分步卸载方案临时支撑用钢量节省约45%,可为类似大型复杂钢结构工程选择合理施工卸载方案提供技术参考。     

天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆施工过程分析

天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆的屋盖结构体系采用了空间桁架结构。对于空间桁架结构而言,目前多数研究主要集中在节点承载力、静动力性能及其稳定性能上,对于结构施工过程的数值模拟涉及较少。而在大跨度空间钢结构桁架施工过程中,由于结构温度的变化、太阳辐射的影响和卸载方案的差异,施工过程将对结构在使用阶段的力学性能产生显著的影响。以天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆钢结构空间桁架结构为工程背景,分析了不同卸载方案、考虑太阳辐射影响的不同合拢温度下钢结构桁架的杆件内力、节点位移、支座反力等结构响应,得出了卸载方案和合拢温度对结构性能的影响程度,为今后大跨度桁架结构的施工方案制定提供了参考和设计依据。     

天津奥林匹克中心体育场钢结构屋盖施工数值模拟与监测

对天津奥林匹克中心体育场大型空间钢结构屋盖的主桁架吊装、结构安装过程以及采用不同卸载方式的支撑卸载过程进行数值模拟,并选择部分关键受力构件进行安装过程和卸载过程的应力监测以及结构施工完毕后的温度应力测试。结果表明,钢结构安装过程中构件应力很小,方案合理;根据数值模拟结果并结合现场施工条件确定的间隔跳跃等值同步卸载方式切实可行,支撑卸载过程中各支撑上作用力稳步均匀下降,钢结构内力增加平缓,结构逐渐趋于设计受力状态;日照导致结构杆件温度分布不均匀,部分杆件产生较大温度应力;均匀温度变化条件下结构产生的温度应力较小,且与计算值相符。     

马鞍山市体育中心主体育场径向环形大悬挑钢结构综合施工技术研究

马鞍山市体育中心主体育场钢结构为径向倒三角桁架双层曲面网壳混合空间网格钢结构屋盖体系,由V形叉及树形柱形成整体受力体系,其结构新颖,是目前国内体育场首例树形柱支撑体系。从主桁架分段、制作、吊装及临时支撑布置均采用有限元软件进行计算分析,并从树形柱安装及焊接、径向大悬挑钢结构的分段、组合及吊装、吊装设备的选型、临时支撑的布置方式、罩棚安装方案选择、钢结构合拢、钢结构卸载等几个方面进行研究,形成了一整套径向环形大悬挑钢结构综合施工技术成果,可为类似体育场馆施工提供经验。     

屋面钢结构桁架安装施工技术——以泉州科技与规划馆为例

泉州科技与规划馆屋面钢结构为空间桁架结构,屋盖主体结构由屋盖主承重体系和叶状采光顶体系构成。根据总体进度要求及基本建设程序,该工程拟采用"先钢结构后土建,按单体区域划分施工,预留施工通道,先下后上,先主后次,流水作业"的安装思路,屋盖桁架采用"支撑胎架,地面拼装,高空整体散装"的施工技术。文章从整体部署、屋面桁架安装和桁架吊装3个步骤详细总结了泉州科技与规划馆屋面空间钢结构桁架的施工技术。     

中南大学新校区体育馆钢屋盖设计与滑移施工分析

中南大学新校区体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖的最大跨度为92.1m,采用空间钢管桁架结构,具有较好的整体稳定性。屋盖桁架跨度大,温度作用明显,为减小温度变化对结构造成的不利影响,钢结构屋盖与混凝土框架柱之间通过钢管转动柱及固定铰支座组成节点连接,该连接方式使得桁架在因温度变化而产生水平向伸长或缩短时,钢管转动柱通过一定角度的倾斜,以适应屋盖桁架的伸缩变形,从而实现屋盖桁架温度应力的释放,提高了整体结构的承载能力。考虑结构特点及场地条件,采用累积滑移施工。对施工过程进行模拟分析并将桁架应力及挠度的监测值与计算值进行对比,结果表明滑移施工过程安全可靠。     

大跨度钢结构屋盖吊装施工技术分析

大跨度钢结构屋盖体系具有跨度大、拼装工作量大、精度要求高、吊装要求高、卸载控制难的特点.该工程主要采用现场拼装、提升和吊装相结合的方式进行大跨度屋盖安装.详细介绍屋盖拼装、提升及吊装方案及卸载过程控制.采用有限元分析软件进行仿真模拟分析,结果表明,大跨度钢结构屋盖施工方案合理可靠,施工周期内屋盖结构构件变形、位移及应力...     

某厂办公楼预应力钢结构模拟分析

某厂办公楼屋盖钢结构工程,属大跨度大悬挑管桁架结构,采用在管桁架中增设预应力索来控制钢屋盖悬挑部分结构的挠度值。为此介绍钢结构预应力模拟计算与现场施工安装顺序对结构的影响。     

预应力索拱结构施工仿真与施工技术研究

某办公楼改扩建工程是在原结构顶部增加1层钢结构加层,屋顶采用预应力索拱结构形式。使用ANSYS软件对预应力索拱进行了施工仿真计算,分析预应力索拱结构在施工期间具有较强的非线性特性,根据仿真计算结果指导实际施工过程。还介绍了预应力索拱结构的施工技术,包括钢索张拉技术、应力监控技术等。     

基于尖点突变理论的充填体下采空区安全顶板厚度计算模型

 充填体下采空区顶板结构普遍存在于利用充填体进行回采的矿山。为了保证矿山的作业安全,合理确定充填体荷载作用下顶板厚度参数具有重要意义。在分析充填体下采空区顶板结构形成及破坏机制的基础上,建立该顶板结构的稳定性力学模型,应用尖点突变理论分析其失稳的力学机制。依据顶板结构尖点突变模型失稳的充分条件和必要条件,推导得到充填体下采空区顶板极限厚度值表达式。结合某铅锌矿工程实例,计算得到矿山安全顶板厚度应大于11.48 m,在数值模拟验证和实际生产中,取顶板厚度值为12 m。验证结果表明：尖点突变理论可以有效阐释充填体下采空区顶板结构失稳的力学机制,而将其运用到顶板或类似结构的稳定性分析和参数设计中是合理可行的。     

开合式屋盖结构的防火设计

针对黄龙体育中心网球中心钢结构开合式屋盖进行火灾危险性分析,首先分析开合式屋盖结构的机械/控制系统,分析其耐火薄弱部位,然后设定火灾场景A、B,基于普通热辐射理论的火焰动力学,分析钢结构屋盖的温度变化.结果表明,在火灾场景A下,结构基本处于安全状态;在火灾场景B下,需要采取措施进行耐火保护,如在机械/控制系统的电动机和电路上方布置喷淋,在主拱桁架中的构件上喷涂防火涂料等.     

施工控制在大跨空间桁架中的应用

青岛大剧院钢屋盖为大跨空间钢桁架结构体系,跨度达78.4m,屋面造型对桁架变形要求极高.为解决钢桁架施工过程中挠度及内力不易控制的难题,把全过程仿真分析、施工监测以及自适应控制理论应用到大跨空间桁架的施工过程中,实现空间桁架的施工控制.实践表明,空间桁架的施工控制既可以使结构内力和标高与设计值较好地吻合,又可以确保施工过程的安全.     

广州新客站主站房逆作法施工及预应力混凝土张拉全过程模拟分析

广州新客站主站房结构体系复杂,下部为铁路桥梁结构,中间为大跨度预应力混凝土框架结构,屋顶为大跨度预应力钢结构屋盖。为满足工期要求,采用逆作法施工方案,即先施工屋顶钢结构,然后再施工下部轨道梁、落客平台及高架层结构,此方案最终为钢结构安装、V构梁和21 m高架候车层等重要节点工程节约工期45～60 d。为了考察逆作法施工和后期预应力混凝土张拉对屋顶预应力钢结构的影响,建立整体模型,按照实际逆作法施工顺序进行了施工模拟计算,并与一次加载模型结果进行对比,为屋顶预应力钢结构拉索张拉方案的制定提供了可靠理论依据,为工程顺利施工提供参考。     

国家游泳中心钢结构施工仿真分析

国家游泳中心钢结构为基于气泡理论构成的新型多面体空间刚架结构。由于结构复杂性,需对施工全过程的温度作用、卸撑过程的偶然荷载影响等进行仿真分析,以提出切实可行的施工技术措施,并提出施工过程中需要重点监测的区域或构件,保障工程顺利施工。研究采用SAP2000软件按施工顺序加载进行全过程分析,根据不同温度分区合拢和大跨屋面群顶卸撑过程的仿真分析,找到了施工过程中的关键部位,并为类似全焊接的大跨度钢结构工程施工仿真分析提供了参考和借鉴。     

广州亚运城体操馆钢结构屋盖施工监测及施工模拟分析

广州亚运城体操馆钢结构屋盖施工难度大,为确保施工安全,采用有限元软件MIDAS对屋盖钢结构体系的安装过程进行了模拟分析,并使用精密仪器设备对屋盖结构的应力和变形情况进行了监测。通过有限元计算值和现场实测数据的比较,找出了结构受力和变形的规律,并查找了实测数据与计算值存在差异的原因,为评估体操馆的施工安全提供了依据。     

大跨张弦桁架新型施工工艺的理论与现场实测的研究

为了解决国际会展体育中心钢屋盖工程中张弦桁架结构张拉成型的施工问题,根据本工程的特点,采用了桁架在胎架上张拉至形成整体刚度后,用塔吊吊起在空中直接张拉即混合张拉的新型施工工艺;本文对桁架起拱值的确定进行了理论研究,并采用非线性理论分析了不同的施工工况对索张力的影响,将理论研究结果与实验数据进行了对比分析;最后给出了本工程悬索张拉时张拉测量阶段的固定标记不能被移动、5级风力以下进行吊起张拉、桁架搁置需缓慢进行等注意事项和工艺流程,并得到了吊起后最终张拉起拱值由桁架跨中节点的初始高度、吊起张拉完毕后最终高度和吊起张拉完毕后起吊处最终高度确定而与施工过程无关等重要结论,可供类似工程施工时参考。     

北京大学体育馆空间辐射弦支网壳预应力施工

北京大学体育馆工程屋面采用空间辐射弦支网壳体系.根据结构特点,建立有限元模型,对结构进行整体分析和张拉仿真计算,采用多步、多级、循环平缓的张拉方法,保证预应力张拉能同时同步进行,以降低各索的相互影响.并详细介绍了张拉工艺流程、操作要点、质量控制、安全措施和效益分析.张拉结果分析表明,实测的应力和位移均符合设计和规范要求,结构扭转值被有效地控制在最小的范围内,屋盖系统达到自平衡.     

呼伦贝尔城市规划展览馆钢结构屋顶结构设计

呼伦贝尔城市规划展览馆屋顶造型为"白云屋面",呈现出"草原上一片云"的建筑设计方案,结构形式采用双向正交桁架式网架。根据当地严寒气候条件以及屋顶独特造型,对结构各项荷载进行逐一分析,通过设置双向、单向球形铰支座释放内力,调节钢结构屋盖对下部混凝土结构的不利影响,利用SAP 2000有限元结构软件进行设计及计算,使结构经济合理,既能满足建筑造型要求,又能实现预定的性能目标。