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.     

陕西奥体中心结构行波效应影响研究

陕西奥体中心体育馆结构平面布置呈矩形,总长度为253m,总宽度为126m,下部主体结构采用混凝土框架结构,上部结构采用大跨度钢屋盖。为了避免温度效应引起内力过大、混凝土容易开裂等问题,结合建筑功能,将主体结构划分为2个结构单元。为了满足建筑造型和防水构造等方面的需求,尽量减少大跨度屋盖结构分缝,本项目采用下部2个混凝土结构单元+上部整体钢屋盖的结构形式,受力情况复杂。分别选取两组天然波和一组人工波,通过多点一致比γ的相关指标对结构进行三向地震激励时程分析。计算结果表明,对于上部钢结构+下部多个混凝土单元的结构形式,下部混凝土结构受到行波效应的影响较小,支承钢结构屋盖的竖向钢构件受行波效应影响较大。     

厦门某市民体育中心综合馆结构设计

某体育中心综合馆项目屋面造型采用八字形层叠双坡屋面,造型新颖,但层叠的大跨度屋盖结构如何设计是一个难点,上部钢结构屋盖与下部混凝土结构如何衔接与设计计算是另一个难点。基此,结构设计时结合建筑造型,通过桁架高度的调节实现层叠效果,通过屋盖中部平顶"支座"区的设置,减少结构跨度,简化传力途径,最终有效地解决了该屋盖的结构设计难题。通过YJK、3D3S及MIDAS/GEN等软件对钢-砼混合结构整体模型及钢屋盖分体模型进行多工况包络计算分析,保证了结构构件安全且具有较好的受力性能。     

西宁市公共事务受理中心混合结构设计

为了满足建筑造型、内部使用空间以及悬挂重载等要求,西宁市公共事务受理中心采用钢筋混凝土框架结构主体和钢桁架大跨度屋盖的混合结构体系。对该受理中心结构体系的分析和设计有关内容进行了介绍。通过对单独模型和整体模型的结构受力和变形的对比分析,得出了钢-混结构体系之间协同工作对整体结构性能产生的影响,验证了钢结构屋盖可以通过合理设置隔震球型钢支座和单向滑动支座等支承于下部钢筋混凝土框架结构之上,能最大限度地降低上部钢结构屋盖与下部钢筋混凝土框架由于各自不同的结构特性而产生的不利影响。有关分析和设计方法可供其他类似工程参考。     

泰州体育公园体育馆结构初步设计

江苏省泰州市泰州体育公园体育馆是大跨度空间结构,屋盖的选型对结构的受力合理、外形美观、造价经济都至关重要。本工程上部钢屋盖选用双向正交的平面桁架结构,下部混凝土结构外侧框架柱环向采用放射状布置,与上部钢网架立柱和谐统一;经计算钢屋盖强度、变形、稳定性都能满足规范要求;本工程结构选型是安全、美观、实用的一种结构形式。     

某体育场钢屋盖抗震性能分析

寿光市体育场与大多数体育场类似,下部为钢筋混凝土看台、上部为钢结构屋盖的结构体系.关于这种结构体系是采用整体模型分析还是单独屋盖模型分析,结构工程师有不同的意见.本文结合寿光市体育场工程,通过混凝土看台和钢屋盖整体计算模型分析,与钢屋盖单独计算模型的比较,讨论了体育场钢屋盖的自振特性及抗震性能,供类似体育场工程设计参考.     

合肥交通银行多功能厅钢结构设计

合肥交通银行多功能厅平面呈类椭圆形,2层平台以上屋盖采用大跨度三角钢管桁架结构(跨度40~53m),沿径向均匀设置24榀三角钢管桁架,桁架汇交于中心加强环。针对该工程结构方案的比较、建模分析等关键问题进行探讨,包括主桁架、环桁架、中心加强环等关键构件的计算分析、关键节点的设计与构造。采用将钢屋盖置于混凝土平台的方案,运用应变能阻尼比计算方法实现钢-混组合结构阻尼比的正确计算,同时补充重要支座节点的有限元分析。整体计算结果表明,本工程钢屋盖及支座具有较好的刚度及稳定性。     

大跨度钢环壳预张力索网屋盖整体结构在罕遇地震下的一种弹塑性时程分析新方法

大跨度空间预张力钢结构体系的关键问题是预张力的设计。本文研究了一种新型的钢环壳+预张力索网屋盖结构体系在罕遇地震作用下的非线性分析。文中介绍了一种显式准静态分析计算拉索预应力的新思路,该方法可考虑几何非线性和材料非线性(钢材和混凝土非线性),同时考虑下部混凝土结构与上部钢屋盖相互影响的整体结构地震非线性分析。通过与隐式分析对比,证明了本文方法的有效性。同时,该新型结构体系的整体结构罕遇地震动力弹塑性时程分析表明:1、索网未进入屈服,钢环壳基本未屈服,仅个别杆件出现轻微塑性应变,整体钢屋盖基本满足大震不屈服性能目标;2、直接支撑屋盖的型钢混凝土柱个别位置出现了比较严重的损坏,应采取相应措施进行加强;3、钢屋盖和下部混凝土结构位移角未超过1/50,满足"大震不倒"的性能要求。研究结果为实际工程结构设计提供了有意义的参考建议。     

惠州市会展中心主体结构设计研究

惠州市会展中心是惠州市重点项目"三馆一场"之一,该工程为大型复杂展览建筑,上部主体结构主要分为两个部分,展厅和波浪型屋盖。展厅采用钢筋混凝土筒体+钢管混凝土钢框架混合结构体系,屋盖采用单层柱面钢网壳结构,单层网壳屋盖通过人字形斜撑支承在剪力墙端柱上。重点介绍了展厅结构及屋盖单层网壳结构的构成,对整体结构进行了多工况的变形受力性能分析,对典型节点及复杂节点进行了精细的有限元分析,阐述了会展结构的一般设计方法,得到了一些设计经验。     

大跨度体育馆钢-混凝土混合结构设计与分析

采用整体建模计算与局部建模计算相结合的方式,对某大跨度体育馆钢-混凝土混合结构进行了结构分析和设计,探讨了钢结构与混凝土结构协同工作机制。通过对3种模型计算结果的分析得出,建立整体模型对于整体结构设计而言是很有必要的,而对于钢屋盖设计,在合理考虑下部支撑以及支座刚度后,可以单独建立模型进行计算。大跨连续网架的大小跨相接位置的支座承受拉力,可采用滑动球铰支座,并重新定义支座水平刚度,以修正初始模型。钢屋盖对基础沉降比较敏感,基础设计时遵循支撑钢屋盖的框架柱下多布桩、其余框架柱下尽量少布桩的原则,以减小支撑钢屋盖的框架柱基础的沉降值及相邻基础的沉降差。体育馆结构超长,设计时考虑温度作用对构件内力的影响,采取了多种措施以减小温度作用和收缩变形对钢筋混凝土结构的不利影响。     

大跨度空间桁架体育馆设计方法

本文通过阐述曲靖市金麟湾体育运动中心的钢结构屋盖结构合理选型思路,论述钢结构屋盖静力、动力分析、主体与屋盖整体协同分析,屋盖支座刚度假定以及铸钢节点有限元分析和屋盖整体稳定分析,总结了钢结构与混凝土结构大跨度体育馆的设计方法,以供类似工程参考。     

成都大魔方演艺中心大陀螺钢屋盖结构设计与分析

成都大魔方演艺中心大陀螺钢屋盖采用大跨度空间桁架结构体系,不均匀地承重于剪力墙、部分筒体及框架柱上,支承条件复杂。设计时采用单独的钢屋盖结构模型和含钢屋盖与下部混凝土结构的整体模型进行对比分析,分析结果表明,设计中应充分考虑下部结构对钢屋盖的影响。选取钢屋盖中的关键节点进行有限元模拟分析,针对应力较大的节点,采取有效的加强措施。设计结果表明,屋盖结构不仅能满足建筑的外观及复杂的功能要求,而且具有可靠的受力性能。     

新型核电厂钢板混凝土组合屋盖施工技术

高温气冷堆为我国自主研发的第四代核电技术堆型,采用“双堆带一机”的模式,其反应堆厂房屋盖采用钢板混凝土组合结构,属于大跨度屋盖体系,施工采用模块化技术。从钢屋盖的预制、拼装及安装等方面,对屋盖上部钢筋混凝土施工技术进行研究,介绍钢盖板预制及吊装过程中质量及变形控制重难点,总结组合结构混凝土施工注意事项,提出解决问题的具体措施,并对此种组合结构所取得的效益进行分析,同时提出后续优化改进建议,为后续同类结构施工提供参考。     

浦东国际机场T2航站楼主楼钢屋盖弹塑性时程分析

浦东国际机场T2航站楼主楼钢屋盖为复杂大跨空间结构。采用有限元分析程序ANSYS对航站楼主楼包含下部混凝土框架和上部钢屋盖的整体结构进行了罕遇地震下三向地震波输入的弹塑性时程分析,跟踪了钢屋盖的位移、关键构件应力、内力历程等动力反应,并加以分析比较,考察钢屋盖的弹塑性发展历程。根据分析结果对钢屋盖结构的抗震性能进行了评价,认为钢屋盖结构具有良好的抗震性能。     

国家网球馆开合屋盖结构阻尼比研究

对于大跨空间结构(混合结构)的等效阻尼比目前还没有统一的取值方法,一方面是因为混合结构由不同材料组成,其各部分的阻尼机理和振动特性不同,导致混合结构阻尼机理更为复杂;另一方面目前常用的复阻尼理论中,由于复刚度矩阵的存在最后往往得出复数,计算复杂。因此,文中从阻尼比的本质出发,以能量的角度计算开合屋盖混合结构的阻尼比,并以国家网球馆——钻石球场为工程背景,对其开合屋盖结构在地震作用下的结构特性进行分析,研究开合屋盖结构处于不同开合状态下的阻尼比发现,一致阻尼比的均值都小于模态阻尼比的均值。其中开合屋盖全闭状态时两者的差值最小,在其他几种开合状态下,两者相差在2%~7%范围内,说明一致阻尼比的方法更能反映结构的耗能特性,同时可以考虑结构的质量和刚度等参数,从而能够得到更加合理的结构阻尼比。研究结果可为精确计算开合屋盖结构的阻尼比以及同类开合屋盖结构在地震作用下地震响应分析提供参考。     

上海铁路南站新型大跨度钢屋盖结构抗震研究

对上海铁路南站主站屋新型大跨度钢屋盖结构的抗震性能进行了研究。通过有限元分析,研究了影响此类屋盖结构动力特性的不同因素。得出的结果有:预应力效应影响屋盖结构的振型频率分布;下部混凝土结构与上部屋盖的共同工作效应相当于为屋盖提供了刚度较大的弹性支座;几何非线性特性影响不显著。在时程分析基础上,研究了多维地震输入对屋盖地震响应的影响,指出内柱为屋盖结构的一个较薄弱部位;给出了拉索预应力的初始设计值;并通过时程分析,验证了该预应力设计值可以保证拉索体系在多遇和罕遇地震下均能够正常工作。     

某建筑功能复杂的综合体育馆大跨结构设计

成都体育学院综合体育馆项目主体采用现浇混凝土框架结构体系,屋盖大跨度钢结构采用张弦桁架,存在建筑功能复杂、楼板不连续、斜柱、扭转不规则等特点。介绍了项目的结构设计详情,对项目中大跨度钢结构屋盖进行多种结构方案比选,充分考虑建筑外形特点,采用张弦桁架结构实现了建筑结构一体化设计。对大跨度钢结构屋盖进行了线性和非线性稳定分析,结果表明结构稳定性能较好;采用动力方法对大跨度钢屋盖结构进行了防连续性倒塌分析,并对屋盖结构的关键节点进行有限元分析,改善了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于销轴节点局部承压的计算方法。采用大直径缓连接预应力技术保证大跨度混凝土结构的安全,同时采用变截面的次梁设计方法解决了支承主梁的剪扭计算超限的难题。     

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。     

襄阳科技馆钢结构设计

襄阳科技馆项目建筑外表面为空间不规则曲面,平面布置呈椭圆环形。主体为钢框架-混凝土剪力墙结构体系,上部为交叉网格钢结构屋盖。项目存在空间形体复杂、屋盖结构异形、北侧结构整体外挑、东侧入口处大跨度空间等结构设计难点。进行了设防地震下的弹性分析以及罕遇地震下的弹塑性分析,并进行了相应抗震性能目标下结构整体和局部的抗震性能验算,以确保结构安全可靠,使其具有良好的抗震性能。     

信息窗

上海东航双机位机维修机库横向跨度150m,纵向深度为90m.屋盖采用大跨度桥式钢桁架结构,屋盖矢高为6～18m,平面面积为14728m~2,空间体积为15.68万m~3,总重为3200吨,上海机施公司采用了①地面整体拼装;②712根(?)15.2mm钢铰线悬挂承重;③专门开发编制“提升过程重演与分析软件HLPA”计算机同步控制;④在26根混凝土柱顶端设置吊点;⑤选用84台钢索式液压千斤顶集群提升的工艺方案,将该超大跨度钢屋盖平稳、准确地整体提升到位.