某单层球面网壳结构设计

对某70m直径单层球面网壳进行结构设计,根据受力情况选用了三种截面形式的矩形钢管,主要对自重荷载、温度荷载、雪荷载以及风荷载组合工况下的杆件进行验算。结果表明,杆件承载力满足《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)要求。对网壳结构进行整体稳定分析,首先通过弹性屈曲分析确定最不利工况,然后在最不利工况下,对网壳进行仅考虑几何非线性的屈曲分析及考虑材料及几何双非线性全过程分析。结果表明,网壳的稳定承载力满足《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)要求。     

世博轴阳光谷钢结构稳定性分析

世博轴阳光谷单层空间网格结构曲面形状复杂、几何尺度大、悬挑跨度大,其整体稳定性是结构分析与设计中的关键问题之一。分析以特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式的合理性,通过非线性有限元分析系统考察了阳光谷单层网格结构的整体稳定性能,并研究了单根杆件失稳对结构整体极限承载力的影响。分析结果表明：几何非线性以及几何、材料双重非线性临界屈曲承载力均满足相关规范要求,阳光谷钢结构具有良好的整体稳定性;阳光谷钢结构对几何初始缺陷不敏感,阳光谷上由索膜结构传来的索拉力可进一步降低其缺陷敏感性;局部杆件的失稳退出工作并不会导致结构整体承载力的突然丧失,整体结构具有良好的承载能力。图7表6参7     

客运专线中V型刚构拱桥极限承载力研究

结合工程实例,运用有限元程序,采用弹性屈曲、几何非线性屈曲、几何和材料双重非线性屈曲三种方法对钢管混凝土拱桥的极限承载力进行了分析,并给出了影响拱桥极限承载力的主要参数,研究表明结构极限承载力与结构材料非线性的考虑与否、材料屈服应力的大小、荷载分布方式以及温度的变化有关联,对此类桥梁稳定性能的研究以及类似桥梁的设计有一定的参考价值。     

瑞金体育中心体育场钢屋盖整体稳定性能分析

瑞金体育中心体育场钢结构罩棚采用悬挑双向折形斜交平面桁架结构体系,屋面最大悬挑长度达到38m,结构整体稳定成为值得关注的关键问题。应用ABAQUS有限元软件进行了线弹性屈曲分析,初步了解结构的整体稳定性能,确定初始几何缺陷的不利分布与幅值,并对结构进行了非线性整体稳定性能分析。结果表明:钢结构罩棚属于缺陷不敏感结构,在最不利组合工况下,考虑几何非线性及几何、材料双重非线性的稳定承载力系数均满足规范要求,结构具有良好的安全储备。     

青岛北站撑杆式预应力钢压杆的极限承载力分析

结构的屈曲分析可分为特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。简要阐述结构特征值屈曲分析和非线性屈曲分析的的基本理论,利用ABAQUS对青岛北站中的预应力钢压杆进行特征值屈曲分析和考虑材料非线性和几何非线性的非线性屈曲分析,对比两种分析方法所得的极限承载力的差别,同时在非线性屈曲分析中,分析在不同的初始缺陷和不同的初始预应力的条件下预应力压杆极限承载力的变化,所得结论可为同类大跨空间结构预应力压杆的设计与计算提供参考。     

空间桁架拱几何非线性稳定分析

介绍空间桁架拱的几何非线性稳定性分析方法,并采用该方法对高明文化中心项目80m大跨桁架拱的稳定性进行实践应用,从特征值屈曲分析获取结构初始缺陷,最后采用几何非线性的方法对结构进行了稳定分析。     

新加坡植物园展览温室Cool Moist拱壳杂交结构设计优化与整体稳定性分析

新加坡植物园Cool Moist温室主体采用异型拱-壳钢结构体系,壳体上设置由双层玻璃构成的幕墙体系,大拱之间增设部分拉索以增强侧向稳定性。基于该工程的诸多特殊性,利用两种有限元软件对其设计进行优化和计算复核,并对考虑几何非线性条件下此类结构的弹性和弹塑性整体稳定性能进行评估和分析。通过设计优化,将大拱柱脚的连接方式由铰接改为刚接,并有效地提高了材料利用率。结构的特征值屈曲分析及几何材料双非线性全过程分析表明,结构的稳定承载力满足要求。     

某椭圆抛物面辐射式张弦梁结构的非线性屈曲及施工仿真分析

以一31.1m×24.1m跨度的椭圆抛物面辐射式张弦梁结构为分析对象,考虑几何非线性、初始几何缺陷、材料弹塑性及活载的半跨布置,对其非线性屈曲性能进行研究。采用分批分阶段的拉索张拉施工方案,通过对张拉全过程的仿真分析,得到直接指导施工的各组拉索张拉力。研究表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时,稳定承载力系数并非最小;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;材料非线性对结构稳定性影响较大;初始几何缺陷取短轴跨度的1/500较为适宜;各组拉索的实际施工张拉力与目标索力差别较小,张拉过程中,群索之间索力的相互影响不大。     

考虑初始缺陷的结构非线性屈曲承载力分析

应用非线性稳定分析的基本原理,采用Newton-Raphson法结合弧长控制法计算结构的平衡路径,并以柱子为例,具体计算了3种不同初始几何缺陷下,构件非线性屈曲承载力的具体数值,分析了实际工程中对构件初始缺陷进行严格控制的必要性.     

某室外景观钢拱桥设计

某室外小区景观桥采用钢拱桥结构形式,拱桥跨度约为11m。采用Midas GEN进行建模、设计和截面校核,分别进行了强度验算、刚度验算以及舒适度验算。针对拱形结构会产生跳跃失稳问题,采用ABAQUS进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析(材料非线性和几何非线性)。针对拱形结构水平推力大的问题,进行了桩基抗水平力、抗倾覆验算。通过计算分析,该钢拱桥满足规范的强度、刚度、舒适度、稳定性、地基承载力要求。     

南太湖湿地奥体公园体育场屋盖钢结构设计

南太湖湿地奥体公园体育场外形如同百合花,采用叠合开口双层网壳结构体系,由高低两个屋面叠合而成。屋盖钢结构与下部钢筋混凝土看台部分完全脱开,全都支承在标高6.500m的观众室外平台上。在屋盖悬挑端设置观光走廊。由于屋盖钢结构中间开椭圆形洞口,周边六个入口部分同样对屋盖有削弱作用,所以高低屋面各自单独受力时无法满足承载要求,必须通过高低屋面之间的腹杆将之连接成一个整体受力。分别介绍了内力分析、特征值屈曲分析、几何非线性分析、几何材料双重非线性分析、以及典型相贯节点有限元分析的结果,考虑了半跨活荷载的不利影响。分析表明,该屋盖钢结构具有较好的整体稳定性;对于初始缺陷不敏感;当网壳的最大竖向位移超过1m后,较多杆件进入屈服状态,需要通过双重非线性分析才能获得接近实际的稳定承载力。     

大跨椭圆形辐射式双层悬索结构分析

某体育馆、游泳馆上部建筑造型平面呈椭圆形,屋面结构采用悬索张拉结构,两馆最大跨度均超过120m.建立屋盖索结构和周边支撑钢结构有限元模型,并进行结构非线性分析,得到不同荷载分布情况下的几何非线性计算结果.将悬索结构等效成线性结构,模拟索张拉后形成的结构刚度,以此作为特征值分析和反应谱分析依据.结合工程特点进行非线性静力...     

福建大学生体育馆结构设计

福建大学生体育馆钢屋盖拱脚间跨度为145m,采用空间钢管桁架体系。本文主要介绍了对该结构进行混凝土结构独立模型、钢结构独立模型以及组合模型的结构分析,对于计算结果进行了详细的讨论,经验可供同类工程参考。     

福建大学生体育场261m跨度钢罩棚非线性分析

福建大学生体育场钢罩棚跨度为261m,采朋空间钢管桁架体系。本文主要介绍了对该结构进行的弹性屈曲分析、号虑初始缺陷的非线性稳定分析以及连续倒塌分析,对于计算结果进行了详细的讨论。经验可供同类工程参考。     

石家庄国际会展中心双向悬索结构整体稳定性分析

石家庄国际会展中心项目建筑造型新颖别致,富有艺术表现力,结构体系复杂,采用了双向悬索结构体系,其中纵向主承重采用自锚式悬索结构,横向次承重采用双层索桁架结构,传力方式特殊,为增大屋盖平面内刚度,还设有水平交叉支撑。以石家庄国际会展中心C厅结构为研究对象,进行了线性屈曲和非线性屈曲分析。研究了初始缺陷分布模式、荷载分布形式以及初始缺陷值的大小对结构整体稳定的影响。研究表明:初始缺陷的分布模式对石家庄国际会展中心结构的整体承载力影响不大;荷载分布形式对结构的整体承载力有较大的影响;初始缺陷值在结构跨度的1/300以内时,结构整体承载力损失不大,但当其增大至1/100结构跨度时,结构的整体承载力显著下降;该结构具有良好的整体稳定性,线性屈曲及双重非线性荷载因子均满足规范要求。     

无锡会展中心钢结构屋盖稳定分析

本文对无锡会展中心大跨度钢结构屋盖进行稳定性分析,分析内容包括单榀空腹桁架的线性屈曲分析、带初始缺陷的几何非线性屈曲分析和几何非线性弹塑性屈曲分析.分析结果表明:几何非线性和初始缺陷对空腹桁架的稳定性影响比较小,而材料非线性对稳定性的影响比较明显.依据分析结果,本工程采取相应的技术措施.对采取技术措施后的结构进行稳定分...     

阶梯式椭圆抛物面网壳结构的整体稳定分析

某体育馆屋盖结构采用阶梯式椭圆抛物面网壳,网壳形式为双层凯威特式。通过静力计算发现,网壳的受力状态有其自身的特点:上层网壳的下弦与下层网壳的上弦位于连续的同一壳面,力的传递是从作为下弦杆件受拉到作为上弦杆件受压的渐变过程。通过线性和非线性屈曲分析,对网壳结构的整体稳定性能进行研究。网壳结构在到达临界点前,已经有部分杆件进入塑性,但网壳结构仍然有继续承载的能力。网壳结构的弹塑性失稳过程从网壳长跨方向在结构前部的两处变阶位置的搭接节间弦杆开始。这些杆件的屈服导致其丧失承载进一步荷载增量的能力,造成相应节点发生内陷,进而导致整个结构发生失稳。     

大跨度空间屋盖管桁架钢结构分析

本文以某体育会展中心为例,介绍大型空间结构屋盖管桁架钢结构设计的关键技术,包括钢结构整体计算、结构稳定性计算(包括线性屈曲分析和非线性屈曲分析)、弹性时程分析、铰接支座的受力分析和铸钢空心球节点承载力验算的计算分析结果.由于上部钢结构和下部混凝土结构材料特性的差异,对上部钢结构和下部混凝土整体模型进行了分析计算.     

正三角形立体管桁架与单层柱面网壳杂交结构的设计与分析

将正三角形立体管桁架和单层柱面网壳结合起来形成一种新型波浪式屋盖造型的结构体系,可充分发挥两种结构形式的优点。通过分析结构设计的计算结果发现,结构对地震反应较弱,静力计算下结构各杆件的内力均大于多遇地震计算,强度及刚度主要由静力计算决定。在对其进行设计的基础上,分别采用SAP 2000、ANSYS对结构进行动力弹塑性分析、线性屈曲分析和考虑初始缺陷的非线性全过程屈曲分析;在罕遇地震作用下结构只出现少量塑性铰,呈"梁铰破坏"机制,满足延性设计要求,弹塑性位移角均满足规范要求,结构抗震性能良好;在稳定性分析中,结构表现为中部网壳的局部失稳,结构具有较高的稳定承载力。因此结构薄弱部位应在设计中予以加强。     

常州市体育馆椭圆抛物面弦支穹顶稳定性研究

常州市体育馆椭圆抛物面钢屋盖采用由Levy索杆系和单层网壳构成的弦支穹顶结构,与已研究的常规弦支穹顶相比,其具有体量大,矢跨比高和外形为椭圆抛物面的特点。将弦支穹顶与单层网壳进行稳定性对比研究,包括构件屈曲、线性屈曲和几何非线性屈曲等,分析了高矢跨比弦支穹顶中索杆系的作用以及对结构设计起控制作用的破坏形式。研究结果表明,索杆系增加了弦支穹顶的整体性,降低了其对初始几何缺陷的敏感性,但对结构刚度、基本自振周期和模态、构件屈曲荷载、线性屈曲荷载、无初始缺陷的非线性屈曲荷载、屈曲模态等影响不大。高矢跨比弦支穹顶仍对初始缺陷较为敏感,稳定性仍是结构设计控制因素之一。此外,由于椭圆抛物面外形,活荷载布置形式对结构屈曲模态影响较大,且满跨活荷载并不一定是最不利的活荷载布置形式。