枣庄体育场索桁屋盖结构设计关键技术研究

枣庄体育场屋盖体系通过径向索连接承受拉力的内环索和受压的外环梁,从而形成整体自平衡体系。首先利用ABAQUS软件的几何非线性算法对屋盖结构进行找形分析,通过增加内环斜拉索的办法实现内环较大马鞍形高差。设计了自锁式索夹节点以抵抗节点不平衡力,利用风荷载组合工况对屋盖索进行优化,编制优化程序,对内环索夹节点进行有限元优化分析,对屋盖结构进行双非线性极限承载力分析。结果表明,结构稳定性满足要求。研究成果对全张拉场馆结构设计具有重要参考价值。     

2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶预应力大跨度钢结构设计研究

2008奥运会羽毛球馆屋盖钢结构采用弦支穹顶结构体系,由上弦单层网壳、下弦环索与径向拉杆、竖向撑杆组成。在设计中建立屋盖钢结构和下部看台结构整体有限元计算模型进行结构分析。在综合考虑工程的重要性、结构几何力学特点、预应力损失、施工缺陷等多种因素的基础上,对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况进行组合,分别进行结构施工阶段及结构使用阶段的内力、变形和体系稳定分析。在大量计算和分析基础上,对结构几何体系和构件进行了优化设计。在设计中运用单元逐次激活技术,模拟预应力张拉施工过程,并考虑施工临时脚手架刚度的影响进行施工模拟分析。对于索撑节点采用三维实体有限元分析方法,运用接触分析技术,计算索撑节点预应力摩擦损失,并结合施工监测,确定预应力损失值;采用非线性弹簧系统,模拟索撑节点预应力损失并研究了其对整体结构的影响。     

盘锦游泳馆结构设计

盘锦游泳馆是下部采用钢筋混凝土框架结构,屋盖、外围两圈V形柱及坡道采用钢结构的复杂结构。结构的主要抗侧力构件除框架结构的钢筋混凝土柱外,还包括外围两圈钢结构V形柱。钢结构屋盖跨度为66.6m,主桁架下弦由两根圆管组成,其侧向稳定性主要靠两个十字交叉索保证。对基础、下部钢筋混凝土框架结构、上部钢结构的设计分别进行了阐述,并对结构进行了抗震分析、对钢结构进行了稳定验算及对节点进行了有限元分析。分析表明,合理的结构布置可使得结构整体抗震性能良好;下弦由两根圆管组成的单榀桁架相比普通单榀桁架稳定性能更优;单榀桁架间设置交叉稳定索的柔性支撑体系能够保证整个屋盖结构的整体稳定。     

大跨度铁路站房屋盖结构风洞试验与等效静风荷载研究

以哈尔滨西客站站房屋盖结构为研究对象,采用刚性模型同步测压风洞试验对建筑表面的平均及脉动风荷载进行测定,结合本征正交分解技术对风压场进行重构及预测,解决了风压测点与结构有限元模型节点的不匹配问题。分别建立整体结构和屋盖结构有限元模型,利用时程分析方法考察了下部结构对风致响应的影响,研究表明下部结构会导致屋盖结构的刚度弱化,建模中忽略下部结构可能导致对屋盖结构位移和内力响应的低估。引入多目标等效静风荷载分析方法,以结构在风荷载作用下的最大动力响应为控制指标获得针对多个等效目标的静风荷载分布,并对等效结果进行了验证,结果表明该方法可以实现以少量静风荷载分布形式实现所有响应均与动力极值响应等效。     

某自平衡钢屋盖结构的设计分析

某体育馆位于天津市塘沽开发区 ,钢屋盖采用变截面薄腹钢梁为主要承重构件。整个屋盖由 6根径向主梁、两圈环向次梁及必要的连接杆件组成 ,像碗一样倒扣在柱子上。主梁与柱的连接端部设置环向水平连接系 ,用来承受屋盖的水平推力 ,其结果是柱头不承受水平力 ,整个屋盖形成一个除竖向力外的自平衡空间钢结构体系 ,结构简明 ,受力合理。在计算了该结构静力荷载作用的基础上 ,采用振型分解反应谱法对其抗震性能做了分析。     

大跨度碟型螺旋管桁架钢结构屋盖设计

中国(太原)煤炭交易中心屋盖采用葵花型曲面造型,结构体系采用大跨度螺旋管桁架形式。通过建立整体有限元模型,运用风洞试验及地震安全性评价报告结果,对大跨度钢结构屋盖在地震、风、温度等各类工况下的性能进行详细分析,并对节点进行精细模型验证。分析结果表明,结构杆件的形式和布置方式满足安全性和经济性的要求,结构在罕遇地震、极端温差及不利风荷载下均具有良好的安全性能,并根据结构分析结果对节点进行了详细设计。     

龙华文体中心体育馆钢屋盖结构设计

龙华文体中心体育馆屋盖水平跨度大,造型复杂,柱位分布不均。为使整体约束趋于均衡,对支承柱位进行了方案比选,优化减少了支承柱数量。为解决在恒载及温度荷载作用下的水平位移引起的支座力过大的问题,采用了可部分滑移的抗震球铰支座,并通过计算确定了合理的支座水平刚度。基于网架体型复杂大悬挑的特点,对结构进行了稳定性及抗连续倒塌分析。给大跨度幕墙提供侧向支撑,屋盖网架局部变为3层,增加与幕墙连接并适用网架受力的节点。采用有限元软件模拟分析了支座节点受力性能,验证支座节点在多向复杂受力状态下的安全性。为保证安全可靠,进行了结构上下部分整体模型的多软件对比。结构表明,在各种设计荷载作用下,屋盖结构满足规范要求。     

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。     

广州亚运城台球壁球综合馆结构设计

广州亚运城台球壁球综合馆空间造型复杂,下部结构为钢筋混凝土框架结构,屋盖为刚架-支撑体系的大跨度钢结构。主结构的支承体系在馆内分设箱形内环与空间桁架外环,有效过渡环内外不共面刚架,保证屋盖构件传力的有效性和连续性,同时在屋盖面内设置高强度合金钢拉杆以提高结构的整体稳定性,并对屋盖钢结构节点进行合理设计。对在恒荷载、活荷载、风荷载、温度及地震作用下的结构计算分析可知:本结构不属于风敏感体系,地震效应明显,较薄弱点出现在竖向构件中钢管混凝土柱底和局部主刚架支座处;大跨度钢结构的温度效应也非常明显,在结构中部设置温度缝可有效减小温度应力。     

环肋型悬挑桁架在某体育场钢结构罩棚中的应用

某体育场结合建筑屋盖的连续造型,采用"环肋型悬挑桁架+外圈立体桁架约束环+端部钢拉杆+局部柱间V形支撑"的结构体系。该结构体系充分利用屋盖曲面的整体面内刚度,并在外圈设置一道立体桁架的约束环,以形成良好的整体刚度。其中,屋盖曲面的面内刚度由其各榀悬挑桁架上弦连续的交叉斜撑提供。屋盖钢结构体系仅通过铰接钢柱脚支承在2层混凝土楼盖上,与下部混凝土结构为相对独立受力体系,避免两者之间的不利影响。重点介绍这种结构体系的静力性能、非线性极限荷载分析及抗连续倒塌性能分析设计。     

数值风洞在大跨屋盖结构风荷载确定中的应用

运用计算流体力学数值模拟技术对大跨屋盖结构表面风荷载进行了研究。对平屋面和曲面屋面表面风压分布进行了数值模拟。在此基础上,对大庆石油学院体育馆屋盖表面进行了风洞试验和数值模拟的对比研究,并对大射电望远镜FAST反射面的风压分布及其周围流场进行了数值模拟,为该工程的结构抗风设计提供了参考。     

昆明南部汽车客运站钢结构设计

昆明南部汽车客运站是面向东南亚的枢纽客运站,站房主体为钢框架,屋面结构采用支承在柱顶树形支撑上的空间管桁架,造型新颖。针对该工程的特点,从结构体系、抗震分析、节点构造等方面进行详细介绍,重点分析了主体结构和屋面结构的相互作用、风荷载对大跨度屋面结构的影响。     

轻型钢管拱形屋盖结构体系的优化设计

结合实际工程设计 ,选取轻型薄壁钢管拱形屋盖的矢高、拱形桁架高度、杆件截面面积作为优化设计变量 ,以轻型钢管拱形屋盖的总造价最低为目标函数 ,建立了优化设计的数学模型 ,采用直接搜索法与准则法有机结合的综合优化设计方法 ,按规程的要求对轻型钢管拱形屋盖的几何外形及杆件的截面进行了综合优化设计 ,考虑了各种情况的荷载作用 ,编制了SLAOP软件。在中小跨度情况下 ,采用本文方法设计的轻型钢管拱形屋盖体系综合造价比传统结构体系的节约 1 0 % ,而且具有屋盖体系轻、荷载小、施工不受季节限制、周期短等优点 ,具有良好的经济效益和发展潜力。     

有效提高轻钢结构承受雪荷载的措施

为了更有效提高轻钢结构对雪荷载的承受能力,通过对轻钢结构屋顶因雪压塌实例的原因分析,认为须从设计源头上抓好雪荷载取值、选择合理的屋面结构形式并加强施工和使用管理。     

某学院综合楼结构设计分析

通过综合楼的结构设计分析,阐述了综合楼结构设计的特点:建筑功能复杂,屋面荷载较重,需按规范要求计算楼面的等效均布活荷载,计算结果表明:本工程的各项计算结果均满足规范要求,相关分析结论对类似工程有一定的借鉴作用。     

大跨悬挑屋盖风振系数研究

针对荷载规范中对大跨悬挑屋盖结构风振系数计算的不足,利用时程分析法,在有限元建模的基础上,直接采用风洞试验数据,计算了某大跨悬挑屋盖结构的荷载风振系数和位移风振系数,研究了其随风向角的变化规律,并讨论了不同风向角下结构参数的影响。     

某旧网架屋面改造方法的分析

以某网架顸屋面改造工程为背景,利用MSTCAD空间结构分析设计软件建立该网架顶模型,并进行动力分析,分析认为换用新型轻钢结构屋面可以减轻恒荷载,从而使结构满足承栽力要求。     

武汉归元寺商业综合体项目地下室顶板汽车等效荷载分析

武汉归元寺商业综合体项目利用市政道路下的地下空间,把被市政道路分割的4个独立地下室整合成一个大的整体地下室,地下室顶板作为市政道路的支承结构,顶板汽车荷载取值是本项目的重点。对作用在地下室顶板上的公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级车辆荷载进行了等效荷载分析,考虑了2.5~9.0m范围共8种不同板跨和0~4.0m范围共8种不同覆土厚度的影响,并给出了相应的等效荷载以及考虑覆土厚度影响的折减系数。介绍了武汉市消防车基本情况,发现芬兰博浪涛101m登高平台车的重量大于公路-Ⅰ级车辆荷载的数值,因此对可能作用在地下室顶板上的芬兰博浪涛101m登高平台车也进行了等效荷载分析。与《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)比较得出,当覆土厚度≥2.4m时,计算得到的部分考虑覆土厚度影响的折减系数比荷载规范值大,这可能是分析采用多排多列车辆布置的原因,应谨慎对待工程设计取值。     

金成大厦采光顶幕墙工程设计及施工

金成大厦屋面采光顶幕墙设计采用双向单层柔性索网结构,利用双向钢索预张应力承受外荷载作用。分析研究了双向单层柔性索网结构体系的作用机理、荷载工况组合及结构构件计算等问题,尤其对高层建筑顶部的结构构件在风吸力作用下的应力状态提出了荷载工况组合的方法。有限元分析的应力及变形结果为钢索预张拉力及施工位移控制提供了依据,并在实际的施工操作中得到了验证。