十堰某体育馆106m跨内凹弦支穹顶结构设计关键问题研究

十堰某体育馆主体结构采用框架-剪力墙结构体系,上部106m大跨内凹形屋盖采用弦支穹顶结构体系。为了满足建筑简洁性及结构合理性需求,对屋盖进行了四角锥网架、弦支穹顶及网架-弦支穹顶组合的不同结构形式对比,最终选用结构轻巧、经济性好的弦支穹顶结构体系。结合弦支穹顶结构自身的受力特点以及其对下部结构的不利影响,对弦支穹顶结构上下弦布置、扭转刚度、支座约束条件、撑杆高度等进行了优化。对弦支穹顶断索情况下的响应、不同工况下的支座位移以及拉索低应力状态下的刚度退化进行了验算。结果表明,优化后的屋盖结构满足结构安全、适用性的要求,同时也有较高的冗余度。     

青岛方兴展览厅异形网架结构设计与分析北大核心CSCD

青岛方兴展览厅下部为钢框架,上部为网架屋盖。采用SAP2000软件建立了三种模型进行分析:模型一上部屋盖结构单独计算;模型二考虑下部钢框架和上部屋盖结构协同作用的整体计算;模型三在模型二的基础上考虑了支座高度的整体计算。主要分析了下部结构、支座高度对上部网架的支座反力、跨中及边跨的杆件内力和节点挠度及自振特性的影响。通过计算结果对比分析,得到了网架单独模型、整体模型和考虑支座高度的整体模型的区别与联系,对类似工程设计具有借鉴意义。     

青岛方兴展览厅异形网架结构设计与分析

青岛方兴展览厅下部为钢框架,上部为网架屋盖。采用SAP2000软件建立了三种模型进行分析:模型一上部屋盖结构单独计算;模型二考虑下部钢框架和上部屋盖结构协同作用的整体计算;模型三在模型二的基础上考虑了支座高度的整体计算。主要分析了下部结构、支座高度对上部网架的支座反力、跨中及边跨的杆件内力和节点挠度及自振特性的影响。通过计算结果对比分析,得到了网架单独模型、整体模型和考虑支座高度的整体模型的区别与联系,对类似工程设计具有借鉴意义。     

大型摄影棚屋盖网架与支承框架协同工作分析

对于大型摄影棚结构,合理考虑屋盖结构和支承结构协同作用是结构设计的关键.以某大型摄影棚结构为研究对象,利用SAP2000软件建立了屋盖网架固定铰支座模型、等效弹性支座模型和整体结构模型,并对其进行了静动力对比分析,讨论了下部支承结构对上部屋盖网架受力的影响.分析结果表明,固定铰支座模型与整体结构模型的应力差值较大,将下部支承结构简化后的等效弹性支座模型在静载和单独竖向地震作用时可代替整体结构模型进行分析,考虑水平向地震作用和三维地震作用时应采用整体结构模型.     

龙华文体中心体育馆钢屋盖结构设计

龙华文体中心体育馆屋盖水平跨度大,造型复杂,柱位分布不均。为使整体约束趋于均衡,对支承柱位进行了方案比选,优化减少了支承柱数量。为解决在恒载及温度荷载作用下的水平位移引起的支座力过大的问题,采用了可部分滑移的抗震球铰支座,并通过计算确定了合理的支座水平刚度。基于网架体型复杂大悬挑的特点,对结构进行了稳定性及抗连续倒塌分析。给大跨度幕墙提供侧向支撑,屋盖网架局部变为3层,增加与幕墙连接并适用网架受力的节点。采用有限元软件模拟分析了支座节点受力性能,验证支座节点在多向复杂受力状态下的安全性。为保证安全可靠,进行了结构上下部分整体模型的多软件对比。结构表明,在各种设计荷载作用下,屋盖结构满足规范要求。     

屋盖网架结构设计对比分析

用结构设计软件对一个上部网架、下部混凝土结构的体育馆进行了设计分析,采用整体建模计算和局部建模计算的方式进行了结构对比分析。通过对4种模型的周期、位移、挠度对比分析得出:建立整体结构模型进行结构计算是更符合实际情况,而对网架屋盖的设计,在合理考虑下部结构刚度后,可以按单独模型进行计算;铰接支座网架计算可能偏于不合理、不安全。说明了上部网架及下部结构整体计算需要注意的问题,为设计提供参考。     

江阴国际会展中心大跨度屋盖设计

江阴国际会展中心主屋盖为大跨度空间管桁架,该桁架下部支撑于混凝土柱上,支座的约束形式、下部结构布置及抗侧刚度对结构的受力情况有很大影响。对支座刚度进行模拟,建立包括下部相关结构的总体拼装分析模型。考虑大跨度屋盖在温度、地震、风等荷载作用下产生的水平力,选择适当的支座形式,释放水平力,可以有效减小下部混凝土结构的截面。     

厦门太古飞机工程维修中心机库大厅网架设计研究

在对多个方案分析比较的基础上，得出了较为合理的三层棋盘型网架屋盖方案，并利用考虑下部结构的整体分析方法对网架结构的受力性能进行了分析。还对设计中使用的特殊节点和支座进行了介绍，可为网架结构的设计提供借鉴．     

大剧院上下结构共同工作对钢屋盖抗震性能影响分析

河南艺术中心大剧院是屋盖为81m×108m大跨度钢结构,下部由主台、后台、观众厅三个混凝土结构单元组成的复杂结构体系。采用仅考虑上部钢结构、上下结构共同工作的整体结构、改变上下结构连接的滑动支座约束刚度等不同结构计算模型,进行小震作用反应谱分析、大震作用动力弹塑性时程分析。结果表明,下部结构刚度以及支座约束刚度对屋盖钢结构自振周期、地震作用总水平剪力、水平位移、支座反力影响均超过10%;在罕遇地震作用下对结构塑性铰分布有明显的影响。屋盖钢结构抗震安全性能设计应考虑上下部共同工作影响。     

中小跨度网架结构的弹塑性地震响应分析

通过对现有中小学室内活动馆建筑功能和结构形式的调研,确定了10个有代表性的不同跨度、下部结构、支座连接形式的结构模型作为分析对象,考察其屋盖网架结构的弹塑性地震响应特点.各模型中的网架结构由非地震工况下的满应力优化设计确定,且均考虑与下部结构共同工作.杆单元采用能够同时考虑受拉屈服和受压屈曲的等效弹塑性滞回模型.多遇地震作用下的结构验算采用振型分解反应谱法,设防烈度地震及罕遇地震下结构的弹塑性动力响应计算采用非线性时程法,地震波采用由规范反应谱生成的三向人工波和两条天然波.根据计算结果,统计了网架模型在7度(0.1g)、8度(0.2g)设防烈度地震和罕遇地震下塑性杆件的分布、塑性应变大小和结构残余变形,并分析了主要影响因素.研究表明,小跨度网架结构在7度和8度中震、大震作用下均未出现塑性杆件,而中等跨度网架结构会出现一定数量的塑性杆件,其分布区域与下部结构刚度有关,且大多出现在临支座区域.地震波及其输入方向对塑性杆件数量和塑性应变大小有一定影响.所有模型在大震下均未发生倒塌.     

世博文化中心钢屋盖结构设计

上海世博文化中心整体建筑呈飞碟形,其屋盖为大跨度空间钢桁架结构,屋盖立柱支承于下部结构斜框架的顶部。由于建筑功能的特殊要求,屋盖悬挂大量附加荷载,矢跨比较小,屋盖结构设计综合考虑建筑造型、内部使用空间、下部结构受力以及施工安装等多方面的要求。对不同的屋盖结构体系进行比选,综合建筑要求、结构受力和施工难度等因素确定采用空间桁架结构体系,设置支承结构环梁和屋盖环向桁架可有效缓解屋盖的竖向变形;比较风洞试验结果和欧洲规范计算结果,对类似文化中心的扁平屋盖,按欧洲规范确定的风荷载的分布规律和数值具有一定的参考价值;屋盖结构与下部结构相互作用分析结果表明,设计中应充分考虑下部结构对屋盖结构的影响;为有效解决屋盖与下部结构受力的矛盾,提出上下兼顾的设计方法,即根据屋盖支座的约束条件将施工划分为两阶段：第1阶段屋盖支座为滑动支座,第2阶段屋盖与立柱为铰接;同时基于屋盖刚度需要和减小对下部结构的推力,采用施工顺序加载分析确定第1阶段屋盖上施加荷载的最大值和最小值。设计结果表明,屋盖结构既能满足建筑外形要求、复杂的功能要求,又具有结构受力合理、施工快速简便的特点。     

长沙Live中庭屋盖大跨空间自由曲面网壳结构设计

长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。     

大跨度体育馆钢-混凝土混合结构设计与分析

采用整体建模计算与局部建模计算相结合的方式,对某大跨度体育馆钢-混凝土混合结构进行了结构分析和设计,探讨了钢结构与混凝土结构协同工作机制。通过对3种模型计算结果的分析得出,建立整体模型对于整体结构设计而言是很有必要的,而对于钢屋盖设计,在合理考虑下部支撑以及支座刚度后,可以单独建立模型进行计算。大跨连续网架的大小跨相接位置的支座承受拉力,可采用滑动球铰支座,并重新定义支座水平刚度,以修正初始模型。钢屋盖对基础沉降比较敏感,基础设计时遵循支撑钢屋盖的框架柱下多布桩、其余框架柱下尽量少布桩的原则,以减小支撑钢屋盖的框架柱基础的沉降值及相邻基础的沉降差。体育馆结构超长,设计时考虑温度作用对构件内力的影响,采取了多种措施以减小温度作用和收缩变形对钢筋混凝土结构的不利影响。     

利用支座沉降对大跨度机库大门桁架施加预应力的优化分析

大跨度机库的屋盖结构一般由大门桁架与屋盖网架共同组成.大门桁架的内力分布通常很不均匀,材料利用率较低.为了优化机库屋盖结构的整体受力状态,本文采用分步沉降的支座位移法在屋盖结构中建立预应力状态,并运用生死单元法模拟支座分步沉降的施工过程.通过通用有限元软件ABAQUS建立某四机位机库的有限元模型,对其进行结构静力分析,比较了不同沉降值下支座反力、结构位移和单元应力的变化趋势.结果表明:支座位移法能够有效调整结构的内力分布,降低应力峰值,从而改善结构的整体受力性能,且当支座沉降距离为1.0m左右时,对结构有最佳的有利影响.     

混合结构设计中钢平板支座的模拟

目前中小型网架屋盖混凝土框架混合结构在设计时对网架支座的模拟尚存在一些疑虑。通过ANSYS软件计算中小型网架常用钢平板支座的水平刚度,建立网架-弹簧支座-框架、网架-短钢柱-框架整体模型,对模型进行模态和反应谱分析,对比模型的自振特性、位移和内力,得出在中小型网架屋盖混凝土框架结构设计中,钢平板支座水平刚度的变化对混凝土框架自振特性和小震下抗震性能的影响不大,并给出了混合结构设计中钢平板支座模拟方法的建议。     

天津海河教育园区体育中心体育馆及公共实训中心钢结构屋盖设计

天津海河教育园区体育中心体育馆及公共实训中心的屋盖采用空间异形钢网架结构。考虑下部结构分缝情况,将钢结构屋盖分为8个部分,网架1与网架2通过搭接桁架连接在一起,最大跨度约为80m,最大悬挑约为27m;网架3的跨度约为27m,网架4的跨度约为25.2m。对钢结构屋盖的荷载取值、结构布置、设计参数选取、节点分析与设计、支座设计进行了总结和讨论,可为类似工程提供参考。     

支座力学模型对网架结构受力的影响分析

本文构建典型网架结构模型,首先通过不同的支座力学模型假定研究了其对网架变形及杆件内力的影响;而后通过六组下部结构-网架整体建模模型与相应等效刚度支座模型的计算及结果对比,分析了不同柱高,不同支座刚度对网架变形、杆件内力及支座内力的影响,以及整体计算模型结果与相应等效刚度支座模型结果的吻合性。     

弹性球型钢支座力学性能有限元分析方法

大跨空间结构中,支座起着连接上部屋盖结构与下部主体结构的重要作用,研究支座在外部荷载下的实际受力性能对空间结构的设计有重要意义。利用ABAQUS软件,对大跨度空间结构中的典型支座——弹性球型钢支座做有限元分析。将有限元分析计算的支座刚度值与定型产品支座设计刚度值做比较,验证有限元模型合理可靠。深入分析弹性球型钢支座在外部荷载下的应力分布状态,探讨了支座的受力性能,为空间大跨度屋顶结构整体计算分析的支座简化提供参考。     

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。     

网架在造船工业工程中的应用研究

本文通过江南造船厂西区装焊车间大跨度屋盖网架的设计研究，对传统的平面钢格架及其支撑系统同新颖的网架空间体系进行了比较；论述了网架结构的合理尺度及网架结构的形式；在造船工业大跨度工业厂房屋盖体系中，在大吊车荷载作用下，三层网架比双层网架受力更为合理，更为经济；并对网架结构采用的计算程序以及计算中考虑的荷载工况、不同的网架形式进行了计算比较；对在大吊车水平荷载作用下网架结构支承节点构造同墙架节点联接设计等提出了新的节点形式；以及对大跨度工业厂房中，纵向高低跨封墙提出了新的做法。