玻璃纤维增强复合材料输电桁架塔结构静力性能试验研究

为探究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)输电桁架塔的结构整体受力性能,对1个采用GFRP的220 k V输电桁架塔足尺模型开展试验。该输电桁架塔高8.75 m,由高1.25 m的钢质地线支架和高7.5 m的GFRP塔身以及GFRP横担组成。通过钢丝绳和反力墙对桁架塔进行加载,模拟该结构在3种不同设计荷载工况作用下的受力情况。试验结果表明:GFRP桁架塔在各荷载工况作用下产生了较大的弹性变形,而结构中各杆件的应力值均较小,在最不利荷载工况作用下的最大应力远低于材料的强度设计值。这表明,GFRP输电桁架塔的整体受力性能良好,可以满足输电工程的设计使用要求。     

兰州新区综合保税区综合服务楼项目连廊结构设计

兰州新区综合保税区综合服务楼项目的连廊结构体型较大且造型复杂,结构总长约146m,最大跨度为67.8m,选用了钢管桁架结构体系。应用3D3S,MIDAS/Gen,ANSYS Workbench软件对结构进行了常规受力分析、大震作用下结构的弹塑性动力时程分析、关键节点的有限元分析。结果表明,桁架杆件控制工况为风荷载和温度荷载参与的组合;柱是地震作用下结构的关键构件,设计中按中震弹性设计;结构承载力及变形均满足规范的要求。     

兰州新区综合保税区综合服务楼项目连廊结构设计北大核心CSCD

兰州新区综合保税区综合服务楼项目的连廊结构体型较大且造型复杂,结构总长约146m,最大跨度为67.8m,选用了钢管桁架结构体系。应用3D3S,MIDAS/Gen,ANSYS Workbench软件对结构进行了常规受力分析、大震作用下结构的弹塑性动力时程分析、关键节点的有限元分析。结果表明,桁架杆件控制工况为风荷载和温度荷载参与的组合;柱是地震作用下结构的关键构件,设计中按中震弹性设计;结构承载力及变形均满足规范的要求。     

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。     

鄂尔多斯某体育馆屋盖钢桁架结构设计

鄂尔多斯某学校体育馆下部为钢筋混凝土框架结构,屋盖采用倒三角形立体桁架,最大跨度53.4m,最大悬挑10.5m。屋盖网格建立采用桁架上、下弦精确拟合建筑曲面造型,大大减小了檩条次结构拟合建筑曲面的难度;采用3D3S软件建立含下部混凝土结构的整体有限元模型,针对结构主要荷载组合进行分析。结果表明,结构刚度和杆件强度均满足规范要求。此外,还介绍桁架支座的布置和详细构造,可供同类工程参考。     

某商业综合体大悬挑结构设计与分析

大悬挑结构因其跨度大、冗余度低常成为结构设计的难点及重点.某商业综合体悬挑结构最大跨度27.7m,采用六榀钢桁架作为主要受力构件.通过加大楼板厚度、设置楼面水平斜撑等构造措施,使结构传力可靠直接、变形协调合理.采用SAP2000等有限元软件对结构稳定性、防连续性倒塌、楼板应力、楼盖舒适度、复杂节点应力进行分析.结果表明,本工程悬挑结构满足正常使用极限状态及承载能力极限状态要求.通过大震弹塑性时程分析,悬挑区域钢结构基本处于弹性阶段,支承悬挑桁架的框架柱等关键构件满足结构抗震性能化设计要求.     

大跨度桁架梁定向滑动支座设置研究

苏州市某文体中心体育场馆共3层,最大跨度达34.5 m。结构荷载及跨度均较大,楼面支撑采用桁架梁。该桁架梁两端支座水平荷载较大,连接柱难以满足承载力要求,考虑设计及施工可行性,文章提出滑动支座设置,分析新支座形式下结构变形、内力及抗震性能,给出的桁架梁滑移支座具体设置方案可供同类工程参考。     

某医院行政楼高位桁架转换结构体系设计

某医院行政楼项目建筑高度约60m,为大跨度大悬挑钢桁架转换高层建筑结构。主体结构采用钢-混凝土混合结构体系,底部两侧设置剪力墙底座并延至屋顶,4～5层为双层双向桁架转换结构,最大边跨桁架跨度58.8m,最大悬挑16.8m。剪力墙作为主要抗侧力体系可有效抵抗地震作用和风等水平荷载,双层双向桁架转换体系则作为上部结构的支撑转换结构。主要研究了该建筑的结构体系及特点、结构构件的性能目标、整体指标的控制、转换桁架的受力分析、弹性时程分析以及主要抗震构造措施。结果表明:双层双向转换桁架结构有效实现了大跨度大悬挑的结构转换及上部结构支撑,具有良好的受力性能。     

乌鲁木齐奥体中心田径馆结构设计

乌鲁木齐奥体中心田径馆主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构,屋盖为大跨度钢结构,最大跨度75.6m.通过框架结构的支撑布置方案比选,确定了支撑的形式和位置,并对大跨度屋盖进行了结构选型.对张弦立体桁架进行了静力分析和线性屈曲分析,采用Newton-Raphson方法进行几何非线性整体稳定分析,并对钢结构支座处的铸钢节点和销轴节点进行了复核验算.结果表明:BRB能有效控制结构的扭转效应;在满足内部装修要求的前提下,张弦立体桁架结构经济性更好;张弦立体桁架、高强度索和撑杆的应力及位移均在合理范围,结构的整体稳定系数能满足规范要求;铸钢节点和销轴节点能满足主体钢结构的受力构造要求.     

广发证券大厦结构设计

广发证券大厦地上63层,结构高度289. 12m。考虑到建筑的需要及施工的便利,采用仅带一道环桁架加强层的钢管混凝土柱钢框架+钢筋混凝土核心筒混合结构。采用MIDAS软件及ETABS软件对结构进行整体计算和弹性时程分析,采用PERFORM-3D软件对结构进行动力弹塑性时程分析。分析结果表明,结构的环桁架及其相连构件的受力与普通带外伸刚臂的加强层受力有所不同。针对本结构的受力特点,通过对关键构件进行加强,使结构满足各项抗震性能目标。     

某40米大跨度连廊结构设计与分析

重庆市某工程园区主入口处设置一40m大跨度连廊,连廊高度3.28m,跨高比12.2,连廊底部距地面高度15m。连廊采用钢结构桁架的形式铰接支承于两端柱顶。沿纵向设置4榀主桁架及1榀封边桁架。沿横向设置7榀次桁架。采用MIDAS GEN软件对连廊的整体刚度、构件强度进行了计算,其中着重分析了封边钢梁受力、连廊楼板轴向应力、连廊节点应力、连廊舒适度等。计算结果表明,封边钢梁及混凝土楼板会随主桁架整体变形,共同受力,设计需针对性地采取构造措施;节点处会存在一定的应力集中现象,并非均匀受力;连廊自振频率接近或低于3Hz时,在人行激励下可能会产生共振现象,应对连廊加速度时程响应做详细分析,峰值加速度满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)的要求。     

某大跨度空间管桁架结构设计及分析

结合某跨度为54 m的体育馆屋盖,经多种结构方案比选,确定采用空间管桁架结构体系,并用SPASCAD和MIDAS两种软件对该结构体系进行整体分析及比较,并采用MIDAS软件对典型节点进行了有限元分析。结果表明:该空间管桁架结构体系受力合理,满足相关技术标准要求。此外,根据分析结果采取了必要的构造措施。     

多层混合结构中钢桁架选型与设计探讨

湖州华润万家商场采用钢-混凝土混合结构体系。多层混合结构中钢桁架的选型不仅要满足桁架自身的受力要求,还需考虑其对结构整体抗震性能的影响。给出了三种桁架结构布置方案,并对其进行分析比较,发现在满足受力前提下,桁架应尽可能减少斜腹杆数量,避免结构产生薄弱层和软弱层。钢桁架支座节点连接及受力复杂,经研究采用构造简单且密实度较高的铸钢节点;桁架跨间节点则采用带内隔板的钢板节点,为减少焊缝数量,节点两侧板件均采用整块钢板;对所有节点进行了有限元分析计算,确保受力满足设计要求。建立带弹性楼板的钢桁架分析模型,并与独立钢桁架分析模型进行了比较,发现楼板可降低桁架杆件的内力,但自身内力会相应增加,楼板设计时需考虑此附加内力的影响。     

型钢混凝土空腹桁架转换结构在高层建筑中的应用

为满足建筑功能多样化的要求,苏州唯亭科技创业基地工程地上11层,4~5层之间采用27 m跨9 m高叠层空腹桁架转换结构体系来承托上部结构。从工程实例着手,研究了空腹桁架转换结构的结构特性、受力性能、整体分析、转换层楼板的要求,详细介绍了型钢混凝土转换桁架的构件和节点设计,讨论了该种转换结构的设计原则,可为相关的工程设计提供参考。     

超大型钢桁架液压同步提升有限元分析

某工程顶部共设有4榀片式主桁架,12榀片式次桁架,桁架跨度达34 m,最大重量达45 t;因结构自重较大,安装位置较高,利用液压提升器将桁架整体提升,可降低现场高空施工量和安装施工难度。提升平台最大下挠度约6.8 mm,杆件最大应力比约0.48,满足提升要求;吊具最大应力约223 MPa,最大变形约0.33 mm,满足提升施工要求。3榀桁架跨中最大下挠度约9.6 mm,结构杆件应力比均小于0.5,桁架最大提升反力约451 k N;单片桁架提升工况下最大变形约3.3 mm,杆件应力比均小于0.5,满足提升要求。     

长城金融大厦带转换桁架结构超限设计

介绍了长城金融大厦结构弹性计算分析及推覆分析的过程及结果。指标及数据分析表明,结构周期比、位移角、层间刚度比等均满足规范要求,验证了结构体系的合理性。针对结构超限项进行了分析,采取提高抗震等级、墙内设置型钢、加强楼板厚度及配筋、增加柱间斜撑等设计措施,从概念及构造上保证了结构满足预设的抗震性能目标。跨度30m的转换桁架是工程的设计难点,转换桁架采用箱形杆件钢桁架,支撑上部27层楼面荷载,通过罕遇地震工况下杆件应力比分析以及节点有限元应力分析,验证了桁架满足大震不屈服的受力要求,从而保证了结构整体的性能目标。     

莒县全民健身中心游泳馆结构设计

莒县全民健身中心游泳馆地下1层,地上3层,结构高度23.5m。主体结构采用钢筋混凝土框架,屋盖结构采用钢管桁架。利用MIDAS/Gen和YJK等软件计算对比分析。分析结果表明,结构的周期比、层间位移角均满足规范要求。混凝土结构和钢结构共同作用时受力比较复杂,设计中采用局部屋盖模型和整体模型分别计算,最后取两者的包络值并适当加强连接处的节点构造措施。另外针对上部钢管桁架的几个关键节点进行了有限元分析。分析结果表明,这些节点处应力较小,满足设计要求。     

邯郸客运中心主楼悬索-桁架体系大直径拉索节点有限元分析

邯郸客运中心主楼采用巨型钢-钢筋混凝土混合结构承担主要荷载。钢结构部分最大跨度达到40.5m,采用悬索-桁架体系,并由顶部桁架及大直径拉索将5~10层荷载传至混凝土核心筒。拉索作为主要受力构件,承受荷载较大,节点需进行专项分析。本文以拟建的邯郸客运中心主楼为研究对象,采用有限元软件ANSYS,建立三维实体模型对耳板式节点进行分析,结果表明,该节点受力性能良好,能较好地满足结构设计要求。     

大庆市奥体中心体育馆屋盖结构选型及设计

大庆市奥体中心体育馆屋盖结构采用主要由立体拱桁架组成的多层次传力的复杂空间受力体系,并引入幕墙桁架参与主结构受力,体现了结构技术与建筑艺术完美结合的特点。依据建筑造型要求和下部支承条件,对所提出的3种屋盖结构方案进行概念设计选型,并对优选出的方案进行计算分析,通过对比各种设计指标最终得到最优的结构方案;最后根据选型得到的结构方案进行结构设计。结果表明:该结构方案不仅能够完全满足建筑造型及使用功能要求,而且受力合理、经济性较好。     

钢屋架加固改造中的受力分析方法

武汉某大学大学生活动中心,原屋架结构采用21m跨芬克式钢屋架(图1)。根据改造后的建筑功能,整个空间需做吊顶,若吊顶承重结构采用平行桁架形式,与原芬克式钢屋架脱开单独考虑,在满足强度及挠度,的要求下,桁架高度需1．2m,无法满足建筑净高要求,为此将平行桁架与原屋架合并成一个新的桁架结构(图2)。