体育场主看台悬挑屋盖的风荷载计算

采用数值模拟方法并结合风洞模型试验数据,对一平屋面和一斜屋面的体育场主看台悬挑屋盖的表面风压进行了计算和分析,对屋盖上下表面的风压分布规律进行了总结和归纳。在此基础上,提出了两种屋面情况的屋盖风荷载简化分布图线和计算方法,并与国外相关规范建议的公式作了比较。该简化计算方法可直接供同类结构的抗风设计参考和应用。     

开合屋盖结构设计荷载取值研究

开合屋盖是一种较为新颖的结构形式,国内外尚无相应的结构设计规范。在国内外开合屋盖结构工程经验与相关研究成果的基础上,并结合工程实践,对开合屋盖结构设计荷载取值方法进行了较为全面的论述。开合屋盖结构需要对全开、全闭及运行过程状态分别进行计算分析,且应考虑出现故障时活动屋盖可能处于非对称状态等不利位置。积雪荷载对结构设计的合理性与活动屋盖的运行均有很大影响。当屋盖处于全开状态时,屋顶洞口周围的脉动风压将显著增大。提出了确定结构设计温差的计算方法,并分析了温度对驱动控制系统可能产生的不利影响。引入了有效使用年限的概念,对活动屋盖处于非基本开合状态与运行状态的地震作用可进行适当折减。应注意台车驱动系统的转向轮、端止缓冲器等对固定屋盖的集中反力作用。     

开合屋盖结构设计简介

开合屋盖结构在大型体育馆、多用途体育场都得到了广泛应用。开合屋盖结构由于其特有的多个状态,在很多方面不同于以往的常规屋盖结构。本文结合浙江省某网球中心比赛馆开合结构的设计实例,简要介绍了该工程的概况、背景及其结构形式,阐述了开合屋盖结构在结构方面需特别考虑的轨道系统选取的问题,叙述了该实例采用的索牵引系统的运作方式;说明了开合结构与普通结构在荷载取值和工况组合方面的区别;使用独立分析和协同分析两种结构方法计算分析结构,并且以三个方向的变形结果为依据,比较了两种方法,得出了独立分析比较可靠的结论。     

开合屋盖结构的发展及开合机理研究

开合屋盖的开合方式的选择是这类建筑设计的难点之一。回顾开合结构的发展过程 ,对现有诸如美国匹斯堡市民体育场、加拿大蒙特利尔奥运会体育馆、加拿大天空穹顶、日本福冈棒球馆、日本海洋穹顶、日本富山球穹顶、荷兰阿姆斯特丹体育场、日本小松穹顶、美国威斯康星洲米勒棒球场、2 0 0 2年世界杯足球赛的日本大分县体育公园体育场等开合屋盖建筑的开合方式进行了研究和总结 ,指出了开合屋盖结构的发展趋势 ,提出了根据建筑平面投影和立面形状划分开合方式的原则和方法 ,给出了开闭式屋盖的评价标准     

大跨度复杂屋盖结构风荷载的大涡模拟

应用一种新的湍流脉动流场产生方法DSRFG(Discretizing and Synthesizing Random Flow Generation)[1]模拟风场实际的湍流边界条件,采用一种新的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的亚格子模型[2],基于Linux系统下软件平台Fluent6.3的并行计算技术,对深圳新火车站进行了数值风洞模拟。并将屋盖的平均风压、脉动风压计算结果与风洞试验数据进行了比较,表明数值模拟很好地反映了大跨度屋盖表面风压的分布情况,由其得到的风压系数与风洞试验数据有较好的吻合。表明本文的DSRFG方法以及新的大涡模拟亚格子模型的数值模拟技术是一种很好的预测大型、复杂结构表面风荷载的有效方法。并为进一步发展在复杂湍流环境下大跨度屋盖结构的风荷载数值风洞技术提供参考。     

连拱式大跨悬挑屋盖平均风荷载特性

文章通过数值风洞试验,对连拱式悬挑屋盖平均风荷载特性进行了研究。首先分析了不同风向角对连拱式悬挑屋盖的影响并依据升力与弯矩系数确立了0°为最不利风向角。在此基础上研究了屋盖倾角、看台后部通风率、上游看台的干扰对悬挑屋盖平均风压分布的影响,并且建立了考虑以上三种因素影响的平均风荷载模型表达式。     

建筑开合屋盖结构的概述及其发展

随着社会的进步,复归自然已成为体育场馆和各种文化建筑的重要发展趋势,而开合屋盖结构是人们将时大自然的阳光、天空的憧憬和不断发展的新理论、新技术较好结合的产物,同时也是集建筑、结构、机械、控制等诸多方面于一体的综合性技术的体现。开合屋盖建筑是开合结构体系在土木工程领域应用的一个范例。开合结构体系的不断发展为更复杂、更大规模开合建筑的实现提供了良好的前景。     

建筑开合屋盖结构的概述及其发展

随着社会的进步,复归自然已成为体育场馆和各种文化建筑的重要发展趋势,而开合屋盖结构是人们将对大自然的阳光、天空的憧憬和不断发展的新理论、新技术较好结合的产物,同时也是集建筑、结构、机械、控制等诸多方面于一体的综合性技术的体现.开合屋盖建筑是开合结构体系在土木工程领域应用的一个范例.开合结构体系的不断发展为更复杂、更大规模开合建筑的实现提供了良好的前景.     

杭州奥体网球中心开合屋盖施工关键技术

杭州奥体网球中心采用了首个支承于大悬挑结构上的旋转开合屋盖,其活动屋盖由8片花瓣式屋盖组成.施工中采用了地面拼装成段、场外分段吊装、高空对接合拢、卸载找平、地面模拟调试等施工工艺,通过这些技术的应用保证了安装精度、施工进度和质量安全要求,确保杭州奥体网球中心项目得以顺利实施,可为类似旋转开合屋盖工程施工提供良好参考.     

某大型体育场馆开合屋盖变形监测及分析

结合某体育馆采用的大型开合屋盖的设计施工实例,介绍了轨道开合屋盖结构的荷载组合情况,为了确保开合屋盖工程的稳定性和安全性,对在施工和使用阶段的主桁架、环桁架以及活动屋盖的变形量进行了监测和分析,发现变形量均在正常范围内,满足体育场工程的设计规范要求。     

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.     

开合屋盖体育场风荷载特性试验研究

建筑立墙迎风面开孔时内部风压随开口处外压变化显著,使得屋盖所受净压显著增大,其测量值往往大于规范取值。而对于屋盖顶部开孔的建筑,其内部风荷载我国规范没有相应取值。为了进行开合屋盖结构设计和探讨屋盖顶部开孔对屋盖风荷载变化的影响,以1∶300的几何缩尺比制作了一个开合屋顶体育场的刚性模型,在B类地貌中对该体育场固定、活动屋盖的上、下表面进行了风洞测压试验,得到了屋盖上、下表面的体型系数、平均风压系数、脉动风压系数和极值风压系数。试验结果表明：活动屋盖的开启,可有效减小固定屋盖和活动屋盖的平均风荷载,引发整个结构承受向下的风荷载;活动屋盖开启将增大固定屋盖和活动屋盖的净脉动风荷载;活动屋盖开启将减小固定屋盖和活动屋盖的极小值风荷载,且固定屋盖上的最大极小值风压系数的位置往屋顶开口方向移动。     

可开启屋盖技术在全天候复合型体育场的应用

介绍了可开启屋盖的概念及形式，通过阐述可开启屋盖技术在营造全天候复合型体育场的作用，分析了其社会价值和经济价值，以推广应用该技术。     

高低跨柱面屋盖的风荷载特性研究

区别于标准等高柱面双跨屋盖的风荷载特性,不等高屋盖之间形成较强的干扰作用,形成特有的分布形态和数值。针对高低跨柱面屋盖结构,采用风洞试验方法进行测压试验,获得全风向角下的测压数据,并对典型风向角下的平均风压、脉动风压和全风向极值风压的分布特性进行分析。结果表明,尽管屋盖表面平均风压以负压为主,但是受到屋盖高跨部分与低跨部分相互之间的干扰效应,生成区别于等高柱面双跨屋盖的气流分离与再附效应,特别对于檐口、屋脊及屋檐角部位置,会出现负压极值乃至局部负压梯度极值。     

开合屋盖结构设计关键技术研究

结合作者完成的开合屋盖工程设计经验,对开合屋盖结构设计的关键技术进行了较为全面的论述。屋盖的开合方式应根据建筑方案、使用功能、自然条件、运营管理等因素综合确定,应明确规定活动屋盖开合的基本状态;从结构安全与经济性的角度来看,将抵抗荷载与作用最有利的活动屋盖位置作为基本状态较为合理;活动屋盖应采用整体刚度较小、对边界条件不敏感的柔性结构,对安装误差与结构变形具有较大的适应能力;固定屋盖,尤其是轨道桁架应具有较大的刚度,并严格控制施工精度;活动屋盖位于全开、半开及全闭三种状态的荷载取值存在很大差异,需要分别进行计算分析;应考虑活动屋盖与固定屋盖之间的相互作用,轨道桁架、台车及连接部件应在罕遇地震作用下保持弹性;在活动屋盖处于非基本状态或行走过程中,地震作用可适当折减;应通过对多种驱动方式进行技术经济比较,确定活动屋盖开合驱动与控制系统,系统应便于操作与维修,驱动控制系统的维护管理工作对保证活动屋盖运行的可靠性与耐久性非常重要。图15表2参19     

开合结构活动系统设计研究

通过对黄龙体育中心开合网球馆的设计研究,说明了可动屋盖的设计方法,通过计算比较了柔性和刚性可动系统的优劣,指出了适合本工程的可动屋盖系统,并分析其支座在各种情况下的变形,模拟实际边界条件,验证机械轮组和轨道之间良好的工作状态。     

开合钢结构活动系统施工技术研究

根据黄龙体育中心开合网球馆可动屋盖的设计,提出其特殊施工工艺并进行计算分析,对固定屋面提出高空张拉索的方法,对可动屋盖的整体吊装进行模拟分析,验证轨道与轮轨间隙满足使用要求。     

大型开闭屋盖结构极端状况研究

以南通市体育会展中心主体育场为工程背景,对开闭式结构进行非常规工况下的受力分析,考察结构是否会因意外事件引发连续性破坏。设定了活动屋盖非对称运行、单根牵引钢索破断、活动屋盖因机电控制设施失效发生整体下滑并引发冲击作用等3种非常规工况。分析中采用了动力方法,考虑了几何大变形和冲击作用的影响。分析表明,活动屋盖非对称运行下结构仍具有较高的承载力,单根钢索的破断不致引起严重的结构内力重分布和大变形而引发连续性破坏,但活动屋盖的整体下滑冲击对结构极为不利。非常规工况作为非安全因素目前尚难以纳入基于可靠度理论的现行结构设计规范中,工况的设定应充分考虑结构的特殊性并进行相应的分析和评价。     

马鞍形屋盖风荷载研究

以某体育馆马鞍形屋盖为例,通过风洞模拟试验对马鞍形屋盖的风荷载规律和特性进行了研究,并且探讨了附属建筑对屋盖风荷载的影响。首先在风洞试验段中模拟了平均速度剖面为幂次律α=0.16的大气边界层气流,对缩尺比为1∶150的刚性测压模型进行了系统的风压分布试验,获得了在各种风向角下马鞍形屋盖时间平均脉动压力和瞬时脉动压力的分布规律,文中特别讨论了屋盖时间平均压力和瞬时脉动压力的特点和关系,对比了风洞试验直接获得的瞬时脉动压力和根据规范规定通过"阵风系数法"获得的相关结果之间的差别,指出了通过风洞模拟试验获得的瞬时脉动压力作为屋面(围护结构)风荷载设计依据的必要性。