采用拱形刚架的大跨度喷漆机库结构设计

天津空客A330喷漆机库平面布置呈凸字形,屋盖悬挂大量风管、喷淋、检修等管线设备,中部设6台大吨位悬挂升降喷漆平台,运行工况复杂,对屋盖变形要求很高。比较了72 m跨拱形刚架不同拱脚方案,并通过调整支撑布置和刚度保证结构规则性和整体性;设置纵向桁架来控制刚架间变形差以满足喷漆平台严格的屋盖变形要求;通过控制施工过程,降低刚架峰值应力和水平反力,并专门设计了相应连接节点;介绍拱脚处基础设计和水平推力处理方法。     

压型彩板拱形屋盖平移吊装法

彩色压型钢板拱形屋盖工程的开发与应用 ,除与板的材质、设计参数、滚压成型、板缝之间锁边连接、拱脚与槽口梁的固定构造等有关外 ,还与拱板起吊安装质量有密切的关系。由专门成型机压出的拱板 ,在地面由 3～ 5个拱板锁边成起吊单元 ,虽然重量轻 ,但较柔软 ,特别是跨度大于 3 0ｍ的拱板 ,起吊和安装及人工搬运中 ,板易折损破坏、失稳或局部弯曲变形。有时还受场地环境的影响 ,使起吊与安装不能一次到位 ,从而增加了施工难度。本文结合实际工程 ,介绍平移吊装彩板拱形屋盖的技术措施。1　工程概况四川攀枝花钢铁公司体育馆 ,大跨度单层梁柱…     

某体育场巨型钢管桁架拱整体旋转起扳及滑移施工技术

在某体育馆巨型钢拱斜拉屋盖结构形式中,巨型钢管桁架拱的现场安装是其施工中的难点.针对该体育馆钢拱安装,提出了一种整体旋转起扳滑移施工方法,不仅可以避免传统的胎架支承和分段提升施工方法可能带来的初始内力过大的问题,而且钢拱安装与屋盖施工的平行作业可缩短施工周期并节约施工成本.为真实模拟钢拱的施工过程,在有限元结构分析模型中采用了一体化建模技术;通过对某体育馆的钢拱按照整体旋转起扳滑移法进行了施工全过程模拟分析,在计算机上实现了钢拱起扳滑移过程中的连续作业.分析结果揭示了钢拱在整个施工过程中拱脚反力的变化、拱沿弧线的内力分布与幅值、拱弧线在起扳与滑移过程中的面内与面外变形以及吊点区域局部构件应力的变化,为进一步深化施工方案提供了技术支持.     

拱型波纹钢屋盖下部支承结构的设计与分析

主要针对拱型波纹钢屋盖结构的钢与混凝土两种下部支承结构在实际设计中的问题和影响因素等问题展开分析。根据拱型波纹钢屋盖结构的受力特点,建立了下部结构的计算模型。算例分析表明:跨度、矢跨比对拱脚水平推力影响均较大;矢跨比较大、柱高较小或柱距6m左右时,拱型屋盖下部采用钢结构较经济,而对于小跨度(尤其是跨度为18m左右)时,采用钢支承结构不够经济。建议通过梁端加肋或采用箱形截面钢梁减小拱脚水平推力的扭转影响。此外,按照悬臂梁对称配筋的方式对下部混凝土柱进行设计较简单方便且误差很小。     

鄂尔多斯东胜体育场巨型拱索结构设计优化

鄂尔多斯东胜体育场的巨拱与水平面垂线倾斜6.1°,采用中承式拱桥的设计理念,通过巨拱的23组钢索牵拉屋盖,使得大跨度屋盖的刚度显著提高,桁架高度有效降低,受力合理。通过对圆弧、2次抛物线、8次抛物线和三铰拱轴线的弯矩分布进行分析比较,选择三铰拱轴线作为巨拱的初始轴线。考虑活动屋盖位形影响,将全开与全闭状态索力的平均值作为加载工况,使巨拱偏心弯矩最小,经过迭代计算与样条插值处理后,最终确定巨拱的轴线坐标。屋盖桁架布置与巨拱、钢索和谐统一,钢索对屋盖形成多点支承,满足活动屋盖运行对轨道刚度的要求。在不同荷载组合工况作用下,结构变形与杆件应力均满足规范相关要求,钢索不会发生破断或松弛,结构整体稳定性能优越。在巨拱邻近拱脚部分弦杆采用钢管混凝土构件,可以显著提高其抗震性能。断索分析结果表明,与断索同侧的相邻钢索的索力增加较为明显,对其他钢索、巨拱和屋盖杆件的影响较小,可以满足结构安全以及钢索更换要求。     

深圳会展中心钢结构屋盖起拱方案及施工技术

深圳会展中心是深圳市重点工程之一 ,其展厅屋盖、会议厅屋盖分别采用了双箱梁拉杆拱结构、双箱梁拱结构。起拱方案使得处于不同支承条件下的箱梁在施工完毕后处于同一平面内 ,达到设计预期状态 ;一端铰支、一端滑移的施工方法大大削弱了拱结构对主结构的水平推力。考虑施工过程中风荷载的影响 ,对拱架安装过程中的侧向稳定进行了验算。最后 ,对展厅屋盖拉杆拱结构中的钢棒应力进行了初步分析。     

29.7m跨拱形波纹钢屋盖结构分析

以29.7m跨、拱高10.0m、钢板壁厚1.5mm的拱形波纹钢屋盖为对象,采用ABAQUS有限元软件对结构进行了非线性分析。主要结论为:典型荷载工况作用下,拱形波纹钢屋盖的最大Mises应力均小于彩色涂层钢板强度设计值,结构满足设计要求。当风荷载参与荷载组合时,拱形波纹钢屋盖的整体失稳属于非对称失稳。当有恒载和雪载共同作用时,半跨雪载下结构的稳定承载力更低,结构更危险。     

混凝土框架-钢屋盖协同工作的受力性能研究

在考虑混凝土框架的协同作用下,对采用拱形梭式桁架屋盖的华中科技大学光谷体育馆进行了有限元分析,并与用振弦应变计进行施工过程现场监测的结果进行了对比,验证有限元模型的正确性。分析了3个关键问题:温度效应、地震响应和整体稳定极限承载力。其中,整体稳定极限承载力分析采用非线性有限元法,其他分析不考虑材料塑性。结果表明:温度变化对该屋盖受力影响显著;不同地震波作用工况下,控制杆件应力变化的最大值超过40%;行波效应对杆件应力的影响随波速的减小而增大,且对不同位置杆件应力的影响不同;主桁架腹杆和侧向支承的强度和刚度,对屋盖整体稳定极限承载力影响显著;当考虑不同支承方向的框架协同作用时,屋盖整体稳定极限承载力变化较为明显。     

我国拱形钢结构设计理论研究现状与展望

结合我国JGJ/T 249-2011《拱形钢结构技术规程》的颁布,对拱形钢结构设计、计算及施工中的关键问题如受力性能、结构选型、稳定性能及加工制作等方面进行了阐述。研究表明：与梁柱等直构件相比,拱形钢结构的设计理论、特别是稳定设计方法更为复杂,其受力和工作机理受拱轴线形式、跨度、矢跨比、拱脚边界条件、截面形式、荷载形式及组合、面外支撑条件等诸多因素影响。拱形钢结构平面内失稳对荷载和变形的非对称初始缺陷较为敏感,对于钢管桁架拱必须考虑弦杆局部失稳对整体稳定承载力的削弱作用;平面外弯扭失稳时,变形及受力复杂,其稳定承载力受拱脚、荷载条件及支撑布置影响显著;初步建立平面内稳定设计方法并在规程中予以体现,包括实腹式截面拱（含腹板开孔钢拱）、钢管桁架拱以及钢管混凝土拱等结构形式;平面外稳定性及面外支撑设计是拱形钢结构设计理论的重要组成部分,在规程中还有待进一步补充和完善。     

萍乡奥体中心体育场结构设计

萍乡奥体中心体育场由看台结构和钢结构屋盖组成.看台采用钢筋混凝土框架结构,支承钢结构屋盖的柱由钢管柱向下过渡为钢管混凝土叠合柱、钢筋混凝土柱从而优化基础;钢结构屋盖采用树状分杈柱支承的钢管桁架结构,屋盖结构由径向桁架、环向桁架、格栅桁架及支撑等部分构成.详细介绍了体育场看台及钢结构屋盖的荷载取值和主要构件的典型截面;对...     

设拉杆拱形波纹钢屋盖结构支承体系设计

拱脚设拉杆是减小拱形波纹钢屋盖结构对下部支承体系推力作用的有效途径,但对带拉杆的支承结构目前尚无明确的设计方法。在分析此类结构受力机理的基础上,指出其设计亦应同一般预应力钢结构一样分成预应力态设计和荷载态设计两个阶段,进而推导了计算索张力和长度的实用公式,给出了两种状态下结构内力和变形的简化计算方法,使得原本需进行几何非线性分析的复杂计算过程得以手算实现。最后采用有限元分析软件进行校核计算,验证了本文提出的设计方法可行且具有很高的精度。     

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。     

焊缝收缩变形对屋盖合拢成型状态的影响研究

大跨度屋盖钢结构安装常采用胎架支承、分段拼装、分区合拢、整体拆撑等施工方法,实际施工过程中屋盖的安装分区及顺序、合拢分区及顺序、合拢温度、合拢时的焊接收缩变形均对结构的成型内力与变形有影响,也对屋盖支承胎架的受力分布与大小有影响.目前针对合拢顺序以及合拢时焊接收缩变形对整体结构成型状态的影响研究较少.首先从模拟单个构件的焊接过程出发,研究焊缝收缩给单个构件带来的变形.然后基于"等收缩量"原则在施工过程模拟分析中考虑焊缝收缩.建立了结构、胎架和焊缝单元的一体化模型,评估焊缝收缩对屋盖合拢过程中胎架承受荷载的影响.最后以深圳大运中心主体育场屋盖结构合拢分析为例,研究了合拢过程焊接收缩变形对胎架支承内力的影响.     

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...     

南通市体育会展中心主体育场曲面开闭钢屋盖结构设计关键问题研究

对南通市体育会展中心主体育场沿曲面运行的刚性开闭屋盖结构设计进行了研究。研究表明由于支承结构具有有限刚度的特点,以及相互作用的支承结构、活动屋盖的超静定性质,对结构变形、内力以及台车反力的精确分析都必须基于基础-固定屋盖-活动屋盖一体化的力学模型。对活动屋盖和固定屋盖的刚度匹配进行了专项研究,以台车反力基本均衡为主要目标进行了参数分析,明确了活动屋盖竖向刚度必须显著小于固定屋盖竖向刚度的设计原则;揭示了活动屋盖自身曲面内的刚度对保证固定屋盖整体稳定的重要性。对活动屋盖与固定屋盖间相对变形产生的温度因素、几何构成因素、结构姿态因素等逐项进行计算分析,为合理的施工安装程序和设备调试原则提供了依据。     

直墙拱形洞室围岩稳定性的结构面效应分析

本文以工程概化的思想,设计了15°、30°、45°、60°、75°五种典型倾角结构面分别位于直墙拱形洞室拱肩附近、横穿直墙拱形洞室断面及位于直墙拱形洞室拱脚附近不同情况,并建立数值模型,开展不同倾角、不同位置结构面控制条件下围岩应力分布、围岩变形与破坏的特征分析,为探讨不同结构面控制围岩变形与破坏的机理提供理论基础,具有显著的工程应用价值。     

架空隔热屋盖的施工

一、概述 架空隔热屋盖的类型很多,其区别主要是隔热构件的不同,如大阶砖、素混凝土半圆拱、倒山字形构件、水泥大瓦和混凝土平板等。它们都是利用通风空气间层散热快的特点,来提高屋面的隔热能力。架空隔热屋盖一般是由隔热构件、通风空气间层、支承构件、防水层和基层所组成(图1)。     

屋盖拉索-拱梁钢结构滑移施工技术

某会展展馆屋盖结构为拉索-拱梁结构体系,支座为成品固定球铰支座,拱梁为日字形截面,跨度为63 m,结构形式新颖,拉索-拱梁安装时结构变形控制要求高。结合工程实际情况,拟采用"液压累积滑移"施工技术,同时采用有限元软件进行施工模拟分析,拱梁两端水平位移较小,确保了滑移施工过程拱脚侧向变形可控。     

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。