某医院行政楼高位桁架转换结构体系设计

某医院行政楼项目建筑高度约60m,为大跨度大悬挑钢桁架转换高层建筑结构。主体结构采用钢-混凝土混合结构体系,底部两侧设置剪力墙底座并延至屋顶,4～5层为双层双向桁架转换结构,最大边跨桁架跨度58.8m,最大悬挑16.8m。剪力墙作为主要抗侧力体系可有效抵抗地震作用和风等水平荷载,双层双向桁架转换体系则作为上部结构的支撑转换结构。主要研究了该建筑的结构体系及特点、结构构件的性能目标、整体指标的控制、转换桁架的受力分析、弹性时程分析以及主要抗震构造措施。结果表明:双层双向转换桁架结构有效实现了大跨度大悬挑的结构转换及上部结构支撑,具有良好的受力性能。     

弦支环向折线形单层球面网壳结构的模型试验研究

环向折线形单层球面网壳是单向折线形平板网架在回转曲面结构构型中的拓展,兼有双层网架和单层网壳结构的受力特性且建筑造型优美,可用于中小跨度的开大、小孔洞的屋盖和悬挑结构。为改善环向折线形单层球面网壳的受力特性,本文提出了弦支环向折线形单层球面网壳结构,从而使得结构可以跨越更大的跨度。为研究弦支环向折线形单层球面网壳结构的受力特性,本文设计、加工了一跨度为6m的试验模型,对该试验模型展开了施工张拉分析和多级静力加载试验,并与环向折线形单层网壳结构模型试验结果进行了对比分析。研究结果表明:该结构具有良好的受力性能,试验数据与有限元分析结果之间的差异较小,理论分析正确。     

两种新型大跨度预应力双层平板网架的技术特点与经济指标

针对两种新型预应力双层平板型网架,即"大跨度(l 60m)平行跨度折线体内布索预应力双层网架结构"和"大跨度(60 l 160m)屋面斜拉式预应力双层网架结构",本文除讨论其技术特点外,还针对原有"对角线廊外折线布索预应力双层平板网架结构"(原苏联1977年提出)进行对比分析,并通过对相同跨度(100m×100m)、相同荷载(轻屋面、相同地点)的"三层平板网架结构"与"屋面斜拉式双层预应力平板型双层网架结构"对比分析,讨论其技术经济指标.     

悬挑形式对网架结构受力的影响分析

某网架结构架体四周均悬挑出结构立柱,给施工带来了不少难题。以此为实验对象,利用3D3S软件建立了7个模型,分析了悬挑质量、悬挑方向、悬挑长度对于网架结构受力的影响。分析结果表明:网架结构应向4个方向均衡悬挑,悬挑长度应与跨度相协调,悬挑的部分在一定范围内可以减小跨中内力。     

大悬挑空间网架屋盖—树状编织筒壳支承结构的稳定性研究

空间网架结构以杆件为基础,具有重量轻、采光好和外型美观等特点。但随着网架结构跨度越来越大,材料越来越经济,由此引起的稳定性问题也越来越严重。本文针对某工程大悬挑空间网架屋盖—树状编织筒壳支承结构的稳定性进行研究。利用MIDAS及ABAQUS对屋盖网架及其树状支承结构在不同荷载组合下进行线性、几何非线性以及双重非线性屈曲分析,并研究了关键构件失效对结构稳定性的影响。结果表明,该结构几何、材料双重非线性对结构稳定性影响较大,但结构仍具有较好的稳定性;不同的关键杆件失效后,结构的屈曲系数均有所下降,其中以树状支承结构主要受力的Y型节点的主干失效对结构稳定性影响最大。     

昆明星耀体育运动城体育馆网架屋盖设计

昆明星耀体育运动城体育馆屋盖为一倾斜带大悬挑平板网架,采用正放四角锥焊接球形式。本文通过对支座布置的确定,计算中支座刚度的考虑,以及荷载取值和组合分析等方面的论述,阐明了结构方案的确定,指出了大悬挑平板网架的设计特点,并介绍了钢材用量指标。     

石家庄国际会展中心会议中心结构设计

介绍了石家庄国际会展中心会议中心的工程概况、结构体系及分析结果。根据建筑布局、立面等结合结构受力特点,确定屋盖结构采用双层折板网架与单层网壳相结合的屋盖体系。介绍了屋盖结构计算结果,并对单层网壳结构进行了方案对比、构件优化。介绍了报告厅看台的悬挑桁架。     

双层钢网架整体提升施工中“离地”控制

某大型厂房项目屋面结构为大跨度连跨双层正放四角锥屋面钢网架结构(以下简称屋面双层钢网架结构),主要对“分区不等位整体多段提升”步骤中“分区网架整体离地”控制的步骤、方法进行描述,此过程是屋面双层钢网架受力状态变化最大的步骤,亦是提升设备、提升路径等受力状态变化最大的步骤,该步骤是整体施工中风险最大分控项之一,结合已确定提升工况模型,经计算机仿真模拟分析,确定各提升点阶段性加载数值,拟定“脱胎”“离地”数值,设定、确立从“提升应力控制”到“提升位移控制”的控制方法,最终在确保结构安全和整体施工安全的前提下实现“分区网架整体离地”的工况,使得下一步施工顺利进行。     

高空悬挑钢支架的结构设计

某教学办公楼屋顶采用高空悬挑钢支架结构进行施工。此种钢支架结构具有跨度大、高度高、双层悬挑和悬挑范围广、施工难度大等特点。根据该工程的上述特点,使用SAP 2000、QCAD 3.0软件对结构进行设计计算,对结构的强度、刚度特征、稳定性、挠度以及变形等进行分析。工程实践表明:钢支架设计受力合理,满足设计要求,达到了安装承载的目的。     

后张拉整体成形穹顶的极限承载力试验研究

本文研究的是一种新型张拉穹顶结构的承载力性能．通过后张拉闭合单弦杆平板网架中的预留缝隙，单弦杆平板网架可以张拉变形为具有很好外观形式的空间穹顶结构．成形后的单弦杆穹顶具有很好的整体刚度和承载力，可以充分发挥拱壳作用，平面外腹杆的使用延缓了穹顶整体失稳的发生，使其受力性能介于普通单层、双层穹顶网壳结构之间．     

三层网架结构设计及抗震性能研究

以实际工程为例,进行了四种不同网架方案的比较,分析了双层网架与三层网架的受力规律;通过支承体系与网架的整体建模和协同作用分析,给出了支承柱受力情况;详细研究了三层网架的动力特性,比较和总结了三层网架地震内力影响系数,三层网架在竖向地震和水平地震作用下各层杆件的动内力分布规律。研究表明,三层斜放四角锥网架结构具有优越的受力性能,并且用钢量低,是大跨度矩形平面屋盖的合理结构形式。研究成果为工程设计和该类结构推广具有重要的指导意义。     

双层网架结构的加固设计与施工

对双层网架结构加固过程中的二次受力问题进行了分析研究,对网架结构杆件的加固方法及加固设计、施工过程中存在的问题进行了讨论,最后得出了一些结论供工程设计与研究参考。     

郑州奥体中心体育场钢结构设计研究

郑州奥体中心体育场为6万座大型体育场,体育场屋盖钢结构南北向约为291.5 m,东西向约为311.6 m,最大悬挑长54.1 m。屋盖钢结构由全球悬挑长度最大的大开口车辐式索承网格结构、双层网架、平面桁架和我国跨度最大的弧形三角形巨型桁架连廊4个部分组成。针对大开口车辐式索承网格结构,通过对静力性能的8项主要影响因素进行参数分析,获得优化的结构方案;借助几何和材料双非线性全过程分析确定内环杆为结构的稳定敏感区;结合屋面体型考虑极端气候下积雪的不利工况以保证结构的安全性;采用拆除构件法研究了结构抗连续倒塌的能力。针对三角形巨型桁架结构,采用三角形桁架上弦、双层网架下弦、内侧单层腹杆、外侧双层腹杆的布置,形成了中间开敞空间,满足建筑使用要求;采用多种工况综合考察巨型桁架的人致振动,设置调频质量阻尼器(TMD)实现有效减振。考虑施工过程时变的影响,结合BIM技术,形成了设计施工一体化技术。采用总装模型分析体育场钢结构的抗震性能,研究表明钢结构在多遇地震和设防地震作用下能保持弹性,在罕遇地震作用下可达到不屈服的性能目标,具有良好的抗震性能。     

某图书馆结构设计与分析

某图书馆项目采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,以平面四周对称布置的4个落地L型剪力墙核心筒及12根大矩形框架柱作为主要竖向抗侧构件,筒间混凝土楼盖最大跨度24 m,筒四周悬挑最大跨度10.5 m,钢屋盖最大跨度41 m,四周悬挑最大跨度25 m。采用带楼板翼缘的薄腹梁、施加预应力、双层板、多跨组合桁架等多种方法解决场馆大跨大悬挑问题。通过抗震性能化设计和楼盖温度、舒适度等专项分析,结合相应构造加强措施,共同保障结构受力安全可靠,达到预设的C级抗震性能目标。     

某复杂钢结构网架设计方法研究

某复杂钢结构网架在建筑上造型独特,结构上存在许多大跨度、大悬挑部分,杆件受力情况复杂;结构受风面积大、阻尼比小,自振周期又与自然风的卓越周期非常接近,属于风敏感结构.从结构找形、数值风洞和结构整体有限元分析3个方面介绍该工程的钢结构网架设计,总结该类结构的设计要点:利用反向重力荷载找形技术保证网架杆件受力的合理;在方案阶段通过数值风洞仿真计算获得建筑物表面的风荷载数据,提高有限元计算的可信度;利用通用有限元软件ANSYS对结构进行静力分析、温度分析及动力分析.为方案评定和进一步深化设计提供参考.     

某复杂钢结构网架设计方法研究

某复杂钢结构网架在建筑上造型独特,结构上存在许多大跨度、大悬挑部分,杆件受力情况复杂;结构受风面积大、阻尼比小,自振周期又与自然风的卓越周期非常接近,属于风敏感结构。从结构找形、数值风洞和结构整体有限元分析3个方面介绍该工程的钢结构网架设计,总结该类结构的设计要点:利用反向重力荷载找形技术保证网架杆件受力的合理;在方案阶段通过数值风洞仿真计算获得建筑物表面的风荷载数据,提高有限元计算的可信度;利用通用有限元软件ANSYS对结构进行静力分析、温度分析及动力分析。为方案评定和进一步深化设计提供参考。     

大悬挑体育馆看台屋盖建筑设计与分析

针对大悬挑多点支撑体育馆屋盖这一特色建筑设计,结合实际工程的特点提出了三种建筑设计方案,即钢支撑平板网架造型、索拉平板网架造型和斜拉杆挑檐网架造型.为验证这种设计方案的合理性,对该挑檐网架体系进行了数值仿真分析,获得结构的变形和内力,均满足规范要求,可见该建筑方案设计是可行的,而且看上去外形美观,不臃肿,设计与分析过程可为同类建筑方案的制定提供参考.     

超限高层建筑大悬挑楼层结构设计

华深圳留仙洞总部基地A塔楼为带复杂单边大悬挑的超限高层建筑。根据本工程不规则性,采用基于性能的抗震设计方法对结构进行了可行性分析。针对单边大悬挑结构进行了专项分析,这些分析包括:悬挑结构楼板刚度对悬挑桁架的影响,悬挑桁架对主塔楼结构的影响;悬挑部分楼板应力分析,大悬挑桁架关键节点分析,悬挑桁架不同施工方案分析,小跨度悬挑结构方案比选等。通过分析得到了在不同作用工况和施工方案下悬挑结构混凝土楼板、桁架杆件和关键节点的受力和变形以及悬挑结构对主塔楼结构构件受力的影响规律。根据分析结果,为减小楼板应力,悬挑楼板采取了后浇带和组合楼板栓钉包裹低弹性模量材料等措施;为减小悬挑结构的杆件受力和控制竖向变、形,给出了大悬挑结构和空腹桁架合理的施工方案。     

超限高层建筑大悬挑楼层结构设计

深圳留仙洞总部基地A塔楼为带复杂单边大悬挑的超限高层建筑。根据本工程不规则性,采用基于性能的抗震设计方法对结构进行了可行性分析。针对单边大悬挑结构进行了专项分析,具体包括:悬挑结构楼板刚度对悬挑桁架的影响,悬挑桁架对主塔楼结构的影响,悬挑部分楼板应力分析,大悬挑桁架关键节点分析,悬挑桁架不同施工方案分析,小跨度悬挑结构方案比选等。通过分析得到了在不同作用工况和施工方案下悬挑结构混凝土楼板、桁架杆件和关键节点的受力和变形以及悬挑结构对主塔楼结构构件受力的影响规律。根据分析结果,为减小楼板应力,悬挑楼板采取了后浇带和组合楼板栓钉包裹低弹性模量材料等措施。为减小悬挑结构的杆件受力和控制竖向变形,给出了大悬挑结构和空腹桁架合理的施工方案。     

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层（局部3层）正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明：采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。