某大跨度空间管桁架结构设计及分析

结合某跨度为54 m的体育馆屋盖,经多种结构方案比选,确定采用空间管桁架结构体系,并用SPASCAD和MIDAS两种软件对该结构体系进行整体分析及比较,并采用MIDAS软件对典型节点进行了有限元分析。结果表明:该空间管桁架结构体系受力合理,满足相关技术标准要求。此外,根据分析结果采取了必要的构造措施。     

某高校体育馆钢结构屋盖设计与分析

基于某高校体育馆钢结构屋盖设计过程，比选了3种不同屋盖结构体系，最终选择空间倒三角钢桁架结构作为本项目的屋盖结构形式。采用有限元软件SAP2000对钢结构屋盖进行整体建模，对结构整体动力特性、整体抗震、位移、各杆件设计强度（弯曲、抗剪）、整体稳定应力、重要节点进行有限元分析，经计算分析该项目主馆屋盖钢结构的各项性能均满足规范要求，可保证结构受力的安全可靠。     

大跨度双曲面管桁架钢结构屋盖施工受力性能研究

淮安体育馆钢结构屋盖是由双曲面桁架钢管拱及桁架拱之间的连接桁架组成的折板体系,屋盖以桁架钢管拱为主要受力结构,钢结构屋盖采用分段吊装施工方法,通过有限元方法对吊装施工过程进行数值模拟分析,验算桁架在吊装过程中支架和主体结构的安全性。     

庐江体育馆屋面钢结构受力分析

文章以"庐江体育馆屋面钢结构受力分析"项目为研究课题,将结构处在各种荷载作用下的内力、应力、变形、位移分析出来,使用MIDAS/GEN有限元软件及其理论进行系统化的分析。结构在不同荷载工况组合下,得出结构桁架杆件的应力、内力、反力及变形情况,并就桁架结构的稳定程度、安全性及极限承载力进行分析,得出它的变形、受力情况和变化规律都符合要求。     

武汉体育中心二期工程体育馆屋盖张弦网壳结构设计

武汉体育中心二期体育馆工程屋盖结构是一个由扁平网壳、空间拱桁架及空间索系构成的新型空间组合结构,结构中各个子结构关系复杂,计算分析难度大。采用ANSYS软件进行了详细计算,对屋盖结构的特点以及各个子结构的作用进行了分析,结果显示,该结构受力合理,各个子结构具有很强的协同工作能力。通过节点试验及施工监测,验证了结构计算的正确性。     

蚌埠龙湖体育馆双向体外预应力钢结构施工技术

蚌埠龙湖体育馆为平板网架结构,正交预应力空间桁架为屋顶主要受力构件.介绍了双向体外预应力钢结构及其节点设计和施工技术.采用有限元计算软件MIDAS/gen对钢结构应力和变形进行仿真计算,并对相应应力和变形进行现场监测.结合施工仿真计算结果和现场监测结果,提出了此类结构的预应力及钢结构施工方案.     

大跨度体育馆空间钢管结构的设计与分析

保定长城体育馆看台为钢框架结构,屋面采用正放三角形钢管桁架结构,弦杆和腹杆均为无缝钢管。采用ANSYS软件,对结构在各主要荷载组合工况下的结构受力进行了分析,结果表明,结构受力合理,构件强度满足要求。分析了结构的整体稳定性和动力特性,计算结果表明,恒载和最不利活荷载组合为结构的最不利工况,结构在此工况下的强度和整体稳定性均满足要求。     

索桁架点支式玻璃幕墙结构动力特性研究

建筑幕墙不承受结构主体荷载,但其自身的结构特性和安全对整体结构的安全性能至关重要。通过结合实际工程中的结构基本信息,对索桁架支撑体系玻璃幕墙在ANSYS中进行了有限元建模,介绍了索桁架结构的有限元分析理论,通过模态分析对结构的自振特性进行了研究,计算出了结构的前6阶频率,画出了结构的前6阶振型,并对结构的振型特点进行了描述。     

某高校体育馆钢结构屋盖设计方案比选与优化

对某高校体育馆大跨度钢结构屋盖进行了不同结构体系比选,最终采用空间桁架结构体系。采用SAP2000对体育馆整体结构进行建模,对比分析了两个屋盖结构布置方案的静力性能、动力特性和用钢量指标,结果表明:通过优化结构整体布置,在用钢量更低的情况下,明显提升了结构各项性能。采用ABAQUS软件对结构关键节点进行有限元分析,并基于分析结果对节点采取局部加强措施,保证了结构安全。     

苏州文体中心体育馆屋盖滑移施工模拟分析

苏州文体中心体育馆屋盖为正交平面桁架结构,鉴于结构受力、场地条件等原因,该工程采用了累积滑移施工方案。利用MIDAS软件建立了结构的空间有限元模型,主要借助施工模拟仿真分析对上述方案的可实施性进行了验证,结果显示:在滑移施工过程中,通过调节滑靴高度,并合理借助土建结构的布置,可以显著地降低作用在临时支撑架上的作用力,对于支撑架的设计以及薄弱混凝土构件的受力是非常有利的,而在温差较大地区,温度作用对结构的水平变形影响较大,在施工过程中不容忽视。在滑移过程中,由于刚度的原因,结构的最大变形和最大约束反力均出现在滑移中期。     

Wind pressures and buckling of cylindrical steel tanks with a dome roof

An experimental/computational strategy is used in this paper to evaluate the buckling behavior of steel tanks with a dome roof under exposure to wind. First, wind tunnel experiments using small scale rigid models were carried out, from which pressure distributions due to wind on the cylindrical part and on the roof were obtained. Second, a computational model of the structure (using the pressures obtained in the experiments) was used to evaluate buckling loads and modes and to study the imperfection sensitivity of the tanks. The computational tools used were bifurcation buckling analysis (eigenvalue analysis) and geometrical nonlinear analysis (step-by-step incremental analysis). Geometric imperfections and changes in the buckling results due to reductions in the thickness were also included in the study to investigate reductions in the buckling strength of the shell. For the geometries considered, the results show low imperfection sensitivity of the tanks and buckling loads associated with wind speeds 45% higher than those specified by the ASCE 7-02 standard.     

大连极地海洋动物馆屋盖的结构选型及锯齿状锥面网壳的静、动力特性分析

介绍了大连极地海洋动物馆屋盖结构体系及结构选型依据。其屋盖结构根据建筑造型及功能要求选用了双层网架、单层筒壳、单层球面网壳及锯齿状锥面网壳等4种空间结构体系。重点介绍了锯齿状锥面网壳结构构成;并采用大型通用有限元软件ANSYS对锯齿状锥面网壳部分进行了静力分析及几何非线性稳定分析,得到了此类结构的应力分布、位移分布等静力特性及稳定性能;对结构进行了模态分析,获得了其自振频率、振型等自振特性,为后续对结构进行动力分析提供了基础。结果表明,该结构设计符合规范要求,稳定性良好,适于建筑造型呈锯齿状,屋面恒荷载较小的建筑物屋面。可为今后该类结构的设计提供一定理论依据。     

Wind pressures and buckling of cylindrical steel tanks with a conical roof

Tanks with a conical roof are studied in this paper under wind load, for a roof which is supported by rafters and columns. Buckling occurs in the form of deflections in the cylindrical shell and the buckling mode is localized in the windward region. Both bifurcation analysis and geometrically nonlinear analysis have been performed using finite element discretizations of the structure. The wind pressures have been obtained from wind tunnel experiments performed as part of the research, and have been obtained for tank geometries for which information was not previously available. The results show high imperfection sensitivity of tanks with a conical roof, and buckling loads for wind velocities in the same order as those expected to occur in the Caribbean region.     

龙卷风风场模型及风荷载研究

为研究龙卷风对建筑结构的作用特征,在综合分析龙卷风袭击建筑物时高速风冲击作用和突然气压降作用的基础上,提出了封闭结构龙卷风荷载的计算方法。从柱面坐标下的流体力学控制方程组出发,发展了考虑气压降的三维龙卷风风场模型。采用计算流体动力学(CFD)方法对某大跨穹顶结构周围风场进行数值模拟,得到了结构的压力系数,同时计算得到了该结构的龙卷风荷载时程,利用时程分析方法对结构进行龙卷风作用下的风致动力响应分析,得到了结构在龙卷风作用下的位移时程。研究结果表明：龙卷风的袭击过程持续时间短,120m跨穹顶结构在F3级龙卷风作用下,整个袭击过程仅持续约15s;龙卷风的作用剧烈,穹顶结构的位移最大值达到2.73m,远大于规范限值的1/250跨度（0.48m）。     

南京禄口国际机场T2航站楼结构设计

介绍了南京禄口国际机场T2航站楼的结构体系、设计方法和分析结果,着重阐述了密切配合建筑造型和空间需求确定钢屋盖结构体系的过程。提出了屋盖相连的分块混凝土结构整体分析的近似方法和非均布式预应力筋布置方式缓解大尺度混凝土结构温度应力的措施;基于显式积分方法进行了整体结构动力弹塑性分析,采用瞬态动力时程分析方法对屋盖钢结构进行了结构连续性倒塌分析,利用荷载-位移全过程跟踪技术对Y形柱进行了整体稳定性分析,最后对几个关键性节点的做法进行了介绍。     

国家大剧院建模分析

应用ANSYS大型有限元程序对国家大剧院进行了尝试性的建模分析 ,得出了大剧院在静力荷载下的位移和内力。并进行了模态分析 ,得出了大剧院的前 2 0阶频率和振型。     

某大跨平屋盖表面风荷载特性研究

通过风洞模拟试验,研究了在锥形涡诱导下大跨平屋盖表面风荷载的特性。给出了风向角、风速、屋盖厚度、场地条件对风荷载的影响,进而分析了产生这样结果的原因和流动机理,并把斜度和峰态作为区分高斯区和非高斯区的标准。另外采用功率谱从频域角度对风荷载进行分析。     

下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究

针对岩溶区下伏空洞嵌岩桩桩端岩石地基极限承载力问题,进行了下伏空洞桩端岩石地基的破坏模式分析。基于Hoek-Brown强度准则剪应力形式,理论推导出不同顶板厚度下下伏空洞岩石地基及完整岩石地基极限承载力计算方法。当顶板厚度为1~3倍桩径时,采用极限分析上限原理推导了冲切破坏模式下泛函形式的下伏空洞岩石地基极限承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得了下伏空洞岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度大于5倍桩径时,采用特征线法推导出塑性破坏模式下完整岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度为4倍桩径时,利用完整岩石地基极限承载力与承载比理论,采用S型生长曲线拟合出冲切剪压复合破坏模式下的极限承载力值。通过与1~5倍厚径比条件下的下伏空洞岩石地基极限承载力室内模型试验结果对比,计算值与实验所得数据吻合良好。     

大跨度钢结构屋盖落架分析方法

首先对大跨度钢结构屋盖的落架过程进行了简单分析,给出了落架应遵循的基本原则,并提出了“同步协调”和“分组分步”2种落架方式;其次,介绍了落架过程数值模拟的3种计算方法:支座位移法、等效杆端位移法和千斤顶单元法,并详细论述了各自的计算原理及特点;最后,基于ANSYS有限元软件,应用3种落架计算方法对3点支撑悬臂梁及国家体育场进行了落架过程模拟。结果表明,等效杆端位移法和千斤顶单元法是2种合理有效的方法,并可以方便地应用于工程实际中。     

A method to assess peak storm wind speeds using detailed damage surveys

A detailed damage survey of a single, wood-framed, structure, which had a complete roof failure during the passage of a gust front in southern Ontario, was performed. Radar data was used to estimate upper level wind speeds associated with the gust front. Details pertaining to the structural failure, including the debris field, were obtained. Wind tunnel pressure time histories, in a simulated atmospheric boundary layer, were used to establish the roof height, gust wind speed at failure. This speed was smaller than the upper level speed found from the analysis of the radar. The flight of the roof was also examined, and confirmed the wind speeds obtained from the structural analysis of the failure. The study illustrates that detailed damage surveys, which incorporate the use of wind tunnel test data and debris flight in the analysis, can shed considerable light on the details of the wind speeds at failure, reducing the uncertainty caused by the many assumptions in such analyses.