复杂边界条件下的膜结构设计与施工介绍

上海高行商业中心中庭膜结构工程是在位于上海市浦东新区高行镇的上海高行商业中心的屋顶搭建遮蔽风雨的膜结构顶面,作为一个大型拱形单层网壳与复杂环形三角桁架相结合的膜结构工程在中国应该是首次应用。简单阐述了拱形单层网壳与复杂环形三角桁架相结合膜结构的设计要领和施工处理。其中,复杂环形三角桁架的使用解决了如何在外力和自重的荷载作用下,将上部拱形单层网壳膜结构的内力传递到柱子的难点。还介绍了该工程膜结构的节点、裁断方法和膜结构施工工艺以及钢结构支座的制作方法。通过阐述为其他类似膜结构在单层网壳中的发展提供参考。     

索拱桁架-单层网壳复合空间结构的结构设计与稳定性分析

索拱桁架-单层柱面网壳结构综合了索拱桁架与单层网壳结构的优点,可减小支座水平推力、减小单层网壳纵向跨度、提高结构的稳定性,从而实现结构更大跨度的跨越。以一拟建198 m跨、且需支承于15 m高单排混凝土柱列的大跨度煤棚钢结构屋盖为工程背景,开展大跨度索拱桁架-单层柱面网壳结构的设计分析工作,对结构的预应力设计值进行优化分析并在此基础上详细分析结构静动力特性,论证借助索拱桁架-单层柱面网壳结构跨越近200 m级跨度的可行性,揭示结构在各种可能荷载工况下的内力及变形分布规律,并利用ANSYS有限元软件计算了结构的线弹性屈曲特征值和考虑材料和几何双重非线性的极限承载力。     

长沙Live中庭屋盖大跨空间自由曲面网壳结构设计

长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。     

天津商业大学新建体育馆屋盖环桁架拱支单层网壳结构分析与设计

天津商业大学新建体育馆屋盖采用环桁架拱支单层网壳结构体系。结合体育馆屋盖建筑造型,进行了环桁架、拱桁架及单层网壳等的结构布置;依据相关规范考虑各种荷载效应及荷载组合,进行了环桁架拱支单层网壳静、动力性能的分析和设计;对环桁架拱支单层网壳进行了非线性稳定性分析,通过跟踪缺陷结构非线性平衡路径,确定了结构的稳定承载力;最后详细分析了支座水平刚度对环桁架拱支单层网壳结构性能的影响,并建立结构整体模型,分析了下部结构对屋盖钢结构受力性能的影响。分析结果表明,环桁架拱支单层网壳具有很好的承载能力和变形性能,能安全、可靠地完成使用功能。     

考虑上、下部结构组合阻尼比影响的单层网壳分析

以单层球面网壳上、下部整体结构为研究对象,系统地研究了网壳屋盖结构与下部支承体系共同工作问题,针对钢网壳及混凝土支承体系这类组合结构,采用不同材料组合结构阻尼比的实用计算公式,分别按照固定铰支座模型、整体分析模型对多个网壳结构计算对比,结果表明,考虑组合结构阻尼比并按上、下部整体结构模型进行计算更符合工程实际.     

苏州永旺梦乐城单层椭球面网壳设计

苏州永旺梦乐城玻璃球是一巨型单层椭球面网壳,该单层网壳长轴尺寸46.5m,短轴尺寸40m,高40m,经"切割"后覆盖在下部主体结构,外包玻璃幕墙。网壳嵌入下部混凝土结构,在2~5层设有支承点。网格布置为凯威特型,采用分析软件MIDAS GEN对该网壳结构进行静力分析、特征值分析和非线性屈曲分析,得到了该结构的极限承载力。此外,还进行了节点设计和支座设计等。     

地基及支承结构协同变形对椭圆形单层网壳结构温度效应的影响

温度作用效应对大跨结构性能的影响已经倍受关注,然而目前的研究主要集中在单独的钢结构上,忽略了下部支承结构及地基的温度作用对上部钢结构温度效应的影响。以一单层网壳为例,建立包含下部混凝土结构及地基整体模型,研究下部支承结构及地基的整体协同变形作用对单层网壳性能的影响规律。通过不同工况对比发现,合理地考虑下部支承结构的协同变形可以有效减小上部单层网壳的位移50%以上、应力60%以上以及支座水平反力80%以上;考虑地基的协同变形作用后可进一步减小杆件的最大应力17%,支座最大径向反力减小了66%,环向最大反力减少了63%,竖向最大反力减小了72%;考虑地基的非均匀温度与均匀温度相比,只能较小幅度地减小上部单层网壳节点的最大Z向位移和合位移,对单层网壳其他力学性能几乎没有影响。     

天津海河教育园区体育中心体育场大悬挑钢屋盖结构设计

天津海河教育园区体育中心体育场为2.9万座的中型体育场。体育场周圈覆盖屋盖罩篷。屋盖采用钢管桁架结构,每榀主桁架均为内挑桁架,单榀最大挑跨40m,根据下部柱网布置,主桁架采用不同支座形式。对本工程屋盖的结构布置进行了全面介绍,采用SAP2000软件对屋盖结构进行了整体分析,并对单榀桁架进行了补充计算分析,采用ANSYS软件对支座节点及典型节点进行了有限元分析,计算结果均满足相关规范的要求。     

沈阳星摩尔购物广场钢结构亮窗设计与研究

沈阳星摩尔购物广场亮窗钢结构由单层网壳及树形支承柱构成。单层网壳为复杂的空间曲面,平面尺寸长约285m,宽约200m。网壳边界较多,周边均与混凝土结构交接,温度作用对结构设计起控制作用。通过采用弹性支座,在温度影响最为不利的地方设置一道温度缝,不仅大大降低了温度作用下的支座反力,同时将支座位移也控制在合理范围内。弹性屈曲及弹塑性稳定分析表明,该网壳结构具有较高的屈曲荷载和稳定承载力。     

上海世贸商城多功能厅屋盖网壳设计

介绍了上海世贸商城多功能厅网壳设计 ,工程中的单向单曲拱形网壳支承高差为 1 4m ,通过合理设置支座边界约束条件 ,确保了网壳结构的实际受力状况与计算模式一致。结构分析时考虑了网壳两侧有山墙的竖向平面桁架 ,整体分析结果比较符合实际受力情况。     

大跨连续拱形桁架单层网壳曲杆雨棚施工技术

对大跨连续拱形桁架单层网壳曲杆雨棚安装、施工工艺、施工方法及安装精度控制进行了阐述,为确保安装精度,严格控制网壳雨棚构件加工制作变形,并总结了大跨连续拱形桁架单层网壳曲杆的施工技术经验,为今后曲杆雨棚的施工提供了实际经验。     

一种单层铰接折面网壳结构的试验研究

形如深圳大运会体育馆的单层折面网壳结构其基本构形的铰接体系为空间静定桁架结构,为改善该类单层折面网壳的受力性能、提高结构刚度,可在基本体系的基础上增设若干道环杆.对铰接单层折面网壳结构基本体系及环杆加强体系进行进行了全跨、半跨荷载下的静载试验及动力特性试验,并将试验实测数据与理论分析结果进行了比较分析.结果表明,实测数据与理论分析之间差异较小,模型设计和试验方法合理,理论分析方法正确.     

天津米立方预应力钢结构施工技术

米立方屋盖结构采用了弦支拱桁架加单层网壳复合结构体系。本工程结构形式比较新颖,而且可借鉴施工经验不是很多,因此施工的难度更大。本文详细论述了该工程的预应力施工技术,重点介绍了下弦拉索的施工工序及张拉,最后为满足预应力施工过程的需要,保证工程顺利进行对结构进行施工监测,以索力和竖向位移为主。本文为大跨度钢桁架结构的预应力施工提出了一种重要方法,它不但在技术上十分合理,而且降低了成本。本工程的施工方法可以为同类工程施工提供借鉴。     

大空间总装试验中心结构方案选型

结合大空间总装试验中心的方案设计,对艇库结构的选型进行探讨,对比斜交立体桁架拱、单层网壳和斜交平面桁架拱组成的双层网壳三种结构形式的受力特点。结果表明最后一种方案综合效果更好,对其施工方案进行简要论述。总结以往艇库门的形式,创造性地提出圆柱面侧转式库门方案,确定悬挂吊车系统的布置方案。针对平面桁架拱斜向编织双层网壳结构方案,进行初步计算分析,总结分析中的关键问题,并提供简要分析结果。     

板锥网壳结构的简化计算法——等代杆系法

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。对板锥网壳结构提出了一种实用的简化计算法———等代杆系法 ,通过等效刚度矩阵法确定等代杆件的等效面积 ,并按空间桁架位移法计算其内力和位移。该法计算简便并具有一定的计算精度 ,可用于板锥网壳结构的初步设计     

斗拱型网壳的自振特性分析

斗拱型网壳结构是一种新型的结构形式,尤其适用于大跨度的空间建筑。对一个跨度为80 m的斗拱型网壳的自振特性进行分析发现,其自振特性与单层球面网壳的自振特性十分相似,自振频率分布密集,甚至有一些自振频率几近相同。对支座铰接和固接两种情况下斗拱型网壳结构的自振特性进行比较可知,层间的连接方式对其自振特性几乎无影响。     

单点连续冲击荷载下单层球面网壳结构失效模式研究

为研究单点连续冲击荷载作用下单层球面网壳结构的失效模式,应用通用有限元软件ANSYS LS-DYNA建立了40m跨度,四种不同矢跨比的K8型单层球面网壳结构有限元模型。通过分析单层球面网壳结构在单点连续冲击荷载作用下失效全过程的冲击荷载、能量转化和杆件变形特点,总结归纳出单层球面网壳结构在单点连续冲击荷载作用下的五种失效模式:网壳局部凹陷、网壳局部凹陷时杆件剪切破坏、网壳整体塌陷、网壳整体塌陷时杆件剪切破坏、杆件剪切破坏。对五种失效模式进行了全过程研究分析,明确了单层球面网壳结构在单点连续冲击全过程中肋杆、环杆、斜杆的破坏形式和能量传递与转化特点。     

后张拉整体成型局部双层柱面网壳成型过程的研究

局部双层柱面网壳可以通过后张拉闭合平板网架中预留缝隙的方法张拉而成。提出一种可用于张拉成型局部双层柱面网壳的平板理论模型,给出预测成型形状的理论公式。利用ANSYS 10.0有限元计算程序,通过不同节点连接方式模型的对比分析给出最适合张拉的理想模型。     

北京新机场装配式单层铝合金网壳结构整体稳定性能研究

以北京新机场装配式单层铝合金网壳结构作为研究对象,建立了其装配式节点——板式节点及考虑节点性能的单层铝合金网壳的有限元模型,分析了板式节点的力学性能及节点性能对单层铝合金网壳稳定性能的影响。研究表明：板式节点刚度良好,破坏表现为不锈钢拉铆钉剪切破坏、连接板拉剪破坏和杆件在螺栓孔处承压破坏;北京新机场装配式单层铝合金网壳结构的整体稳定性能良好,承载力约为刚接网壳结构的90%,满足JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》的要求;由于铝合金材料无明显的屈服台阶,弹性模量较小,考虑几何非线性和材料非线性的稳定承载力比仅考虑几何非线性的稳定承载力降低约30%,结构发生弹塑性失稳,结构失稳形态表现为网壳结构在靠近长轴右端出现凹陷。