钢桁架屋盖结构抗火设计实用方法

钢桁架结构作为大空间建筑屋盖结构常用的形式之一,其火灾下的承载能力对于保证大空间建筑屋盖结构在规定耐火极限内的安全性至关重要。采用有限元数值分析方法和结构力学理论分析,对桁架屋盖在多参数影响下的抗火性能进行了研究,发现平面外支座约束条件、火源位置及结构荷载比是影响钢桁架结构抗火承载力的关键因素;桁架屋盖体系中的支撑构件在火灾下失效会使桁架平面外支座约束方式产生变化,从而影响上弦杆件平面外抗火承载力;基于整体结构受火性能,提出了钢桁架屋盖抗火设计实用方法,该方法有助于明确临界温度法或承载力法中相关参量的取值,为基于计算评价桁架屋盖结构在大空间建筑火灾下的抗火性能提供科学的依据。     

某高铁站大跨空间结构设计

徐州东站扩建项目使用功能主要为侧式站房和高架候车室,整体结构由下部钢筋混凝土框架及上部大跨度钢屋盖组成,钢屋盖平面投影尺寸为191m×227m.高架候车区钢屋盖跨度75m采用倒三角钢桁架,侧式站房入口处钢屋盖跨度112m、两侧悬挑31m,采用W形钢桁架结构.为保证主桁架的稳定及增加整体屋盖刚度,屋盖设置了Y向倒三角次桁架及刚性屋面支撑;上部大跨度钢屋盖分别支撑于高架候车室钢管混凝土柱顶、侧式站房钢管混凝土柱顶、通高幕墙柱顶及入口处通高4根空间桁架柱顶,各类柱抗侧刚度差异较大,本工程通过局部设置滑动支座进行了整体抗侧刚度的调平;入口通高空间桁架柱也作为关键构件进行重点分析设计;本工程整体结构超长,温度对钢屋盖、支座及竖向构件将产生不利影响,本文对其进行了分析论述.     

梅河口体育场西看台钢屋盖结构设计

梅河口体育场主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育场东、西看台上部覆盖钢屋盖,其中东看台钢屋盖采用平面悬挑桁架结构,西看台钢屋盖采用立体管桁架拱结构。文章主要介绍了西看台钢屋盖结构设计,包括结构选型、荷载取值、结构动力特性分析、结构弹性设计分析、结构整体稳定分析等。     

晋江少体校体育馆屋盖钢结构设计

晋江少体校体育馆项目,采用混凝土框架+钢结构屋盖结构形式。配合建筑造型及排水要求,钢屋盖设计为南北高、东西低的马鞍面,采用双向平面桁架结构体系,四边及四角将桁架上弦杆延伸外挑形成局部单层网壳。对屋盖钢结构进行了单体模型、整体模型的计算分析,对关键节点构造进行了设计并采用规范公式和有限元方法进行验算,结果表明,体育馆屋盖钢结构在承载力及正常使用极限状态下均满足规范要求,并且具有良好的节点传力性能。     

合肥滨湖国际会展中心综合馆大跨度钢-铝组合张弦空间桁架屋盖体系设计技术研究

针对合肥滨湖国际会展中心综合馆大跨度屋盖,提出一种钢-铝组合张弦空间桁架新型受力体系,其中上部组合桁架的下弦杆、腹杆采用钢构件,组合桁架上弦杆采用铝合金型材,撑杆和拉索为钢结构,该体系集合了传统张弦桁架空间受力特点和铝合金结构的优点,形成铝合金主结构与屋盖围护系统一体化设计。介绍了屋盖受力体系的构成、钢-铝合金连接节点、一体化屋面和张弦桁架的分析设计结果,同时研究了屋盖结构的稳定性、抗连续倒塌等问题。分析结果表明,屋盖体系各项指标均满足规范要求,可为钢-铝合金组合空间桁架结构体系的研究和应用提供参考。     

全国农业展览馆中西广场展厅张弦桁架屋盖设计

全国农业展览馆新建中西广场展厅平面为150.5m×91m矩形,高度16.0m,主体为钢筋混凝土框架,上部钢屋盖为77m跨张弦桁架结构。对屋盖设计中的几种可行结构方案进行了比较,对张弦桁架整体控制尺寸的确定进行了研究。介绍了屋盖的结构平面布置,张弦桁架的受力分析及设计,撑杆上下端及支座等较为复杂的节点设计。索穿下弦杆及索端头锚固处等受力较复杂的节点采用了铸钢节点,进行了两类铸钢节点设计与受力分析。并对屋架的施工过程进行了简要介绍。     

钢网壳屋盖吊装及局部整体提升施工技术

佛山岭南明珠体育馆钢屋盖是一个穹顶网壳,为非典型的桁架结构。介绍了网壳桁架吊装和屋盖局部整体提升相结合的施工技术。     

大跨度正交平面桁架钢屋盖设计优化与分析

某工程大跨度钢屋盖设计采用正交平面管桁架结构形式,其跨度达117.90 m。结合工程实践,介绍了大跨度屋盖整体设计方案选型及优化、管桁架设计及优化、大跨度正交平面管桁架设计技术研究、钢屋盖支座设计及优化等内容。较常用钢结构屋架形式而言,该管桁架结构的设计用钢量减少约44.50%,相关的优化与分析可供类似设计参考。     

中国黄海湿地博物馆结构设计

中国黄海湿地博物馆在原盐城火车站基础上进行改建，下部结构采用框架+BRB结构，上部屋盖采用大跨度桁架加强网壳结构。对大跨度屋盖选型优化进行了简化模型对比分析，对格构柱底铰接、刚接方案进行了讨论，对超限判断和应对措施、钢屋盖整体稳定和抗连续倒塌能力、下部主体结构加固方案进行了介绍。结果表明：桁架加强网壳结构结合了桁架和网壳结构的优势，钢屋盖整体稳定性能和抗连续倒塌性能均较好。马鞍形屋面相比平屋面，竖向和水平刚度均大很多，结构设计时充分利用桁架加强网壳结构和马鞍形造型的优势，实现了用较小的结构高度实现大跨空间。     

重庆国际博览中心多功能厅结构设计

重庆国际博览中心多功能厅总建筑面积为8万m~2,平面尺寸为216m×261m的矩形。中央大厅钢屋盖采用双向正交平面桁架体系,结构跨度为117m。详细介绍了结构体系和项目特点;针对超长结构进行了温度应力分析;通过多点多维时程分析,研究了行波效应对大跨钢结构及周边混凝土竖向构件的影响;对钢屋盖进行了中震弹性验算、抗连续性倒塌验算,并对主桁架关键相贯节点进行了应力分析,确保了屋盖结构的整体安全。     

折板形网壳结构的设计及研究

以某体育馆钢屋盖结构为实例 ,论述了折板网壳结构的选型、受力特点、水平推力的处理方法和模态分析。研究发现 ,该结构的自振频率呈密集型分布 ,结构的基本振动为水平振动 ,而不象平板网架那样以竖向振动为主 ,结构表现出良好的受力性能和抗震性能     

H型钢肋环形、扁五角锥单层折板网壳结构设计

以山东滨州会展中心钢屋盖结构为工程背景,详细地分析了H型钢组成的肋环形和扁五角锥单层折板网壳结构的受力特性,同时根据变形及内力的分布,介绍了杆件、连接节点和支座节点的设计。指出在大跨度屋盖结构中,H型钢截面杆件的连接可以采用传统的钢结构连接方式,同时肋环形折板结构体系的推力自抗性能使下部结构的负担较小。     

扁五角锥钢屋盖结构的选型分析

大跨空间结构的选型设计属于概念设计范畴。以山东滨州会展中心扁五角锥形钢屋盖结构为例,详细地比较了H型钢组成的肋环形单层折板网壳结构及五角星形状的空间桁架结构的受力特性、经济性能、加工制作、建筑净空等指标,可供类似结构设计时参考。     

100m跨网壳与管桁架组合型网格结构设计

结合某大跨钢屋盖设计实践,对100 m跨网壳与管桁架组合型网格结构设计进行了探讨,从结构选型、受力分析、结构设计、构造措施等方面进行了具体研究,对此类储煤结构形式的设计与推广具有一定借鉴意义。     

广州大学城中心区体育场钢顶盖结构施工图设计

广州大学城中心区体育场东西看台钢顶盖分别采用悬索与网壳结构。东看台顶盖是悬索结构,在设计及施工阶段均进行了仔细的几何非线性内力分析,使得施工得以顺利完成;并采用重混凝土灌注箱梁解决了工程悬索下倾角小、屋盖重量较轻的问题。西看台顶盖网壳结构是较为扁平的壳体,受力较为特别,受温度影响较大,通过设置液体粘滞阻尼器及专门设计的可滑移抗拉球铰钢支座,使结构的温度约束内力大为减小;且存在多管相贯和小角度相贯的圆管节点,通过运用高韧性可焊接铸钢节点,使问题得以解决。     

多次预应力钢网壳屋盖结构的设计研究与工程实践

本文对大跨度空间屋盖提出了一种多次预应力钢网壳结构新体系。通过工程实例阐述了设计思想及其原理；用不同模型对网壳进行了静力、动力和整体稳定性的分析研究。实践表明，对大跨、重载的钢同壳结构施加预应力．是改善其受力性能、提高承载能力、增强整体刚度、降低钢材耗量的有效手段和带方向性的新技术，值得进一步研究推广。本文可供设计类似工程时参考。     

某复杂大跨度站房屋盖结构静力加载试验模型设计

主次桁架、变椭圆截面钢斜柱、钢管格构式斜柱、单层椭球壳和鱼眼形结构共同组成了一复杂大跨度站房屋盖结构。为进一步了解结构的力学性能,对该结构进行了试验模型设计并完成了模型静力加载试验。模型设计过程中,在结构纵向截取有代表性的基本单元,其涵盖了屋盖的主要结构特征,并制作了1∶20的大比例缩尺模型。在模型设计中利用相似原理进行了各参数相似比的确定,然后进行了屋盖结构与下部结构间的支座条件模拟。为验证缩尺模型的合理性,对实际模型与试验模型采用有限元软件进行了相似原理验证。验证结果表明:缩尺结构模型能够反应实际结构的基本受力性能。该文的研究成果可为类似工程的模型试验设计与制作提供参考。     

Static behavior of planar intersecting CFST connection in diagrid structure

Intersecting connection plays an important role in the new diagrid structural system for high-rise buildings. To investigate the static behavior of the intersecting connection of concrete-filled steel tubular (CFST) columns, a typical reduced-scale planner connection specimen is tested under monotonic axial compression. The failure modes, force mechanism and bearing capacity of intersecting CFST connections are analyzed further in the follow-up numerical simulation, considering influences of intersecting angle, elliptical plate and ring plate. Test and simulation results prove that, intersecting connection can develop fully plastic deformation and provide sufficient bearing capacity. Parametric analysis indicates that bearing capacity of planar intersecting CFST connection mainly depends on intersecting angle and thickness of elliptical plate, while the ring plate affects that little. Capacity estimation method for planar intersecting CFST connection is proposed basing on the capacity of the critical section which is located near intersecting center for a distance of steel tube radius, and the design suggestions is provided in the end of this paper.     

南宁国际会展中心旋转双曲面网壳钢结构穹顶设计

南宁国际会展中心是南宁市的标志性建筑。位于入口多功能大厅上空的穹顶是整个建筑的焦点。该穹顶为旋转双曲面网壳钢结构 ,内外均采用PTFE张拉膜封闭 ,造型独特。介绍该结构形式、结构分析和计算以及结构设计情况。     

新型折板网壳结构特性及关键技术研究

折板网壳结构是一种新型的结构形式,兼具了空间桁架结构与空间网壳的优点。重点介绍了该结构在分析与设计中的关键问题:结构体系的布置与力学特性;荷载的安全取值以及构件合理计算长度系数的确定;利用弹塑性方法分析其稳定性、极限承载力以及塑性发展规律以说明折板网壳结构优异的力学承载性能;对复杂套钢管节点进行弹塑性分析。分析方法和结果可供类似结构的设计、分析参考。