空间弯扭箱形截面构件的数字化三维建模与放样技术

空间弯扭箱形截面构件的轴线在两个主平面内弯曲,其横截面同时还发生扭转,此类构件加工详图的设计是国家体育场钢结构深化设计工作的一个技术难点.分析了空间弯扭构件的几何构造特点,研究了构件的三维造型方法,建立了对应的数字化计算机模型,编制了壁板展开放样的计算机算法.在AutoCAD图形平台上以ObjectARX和C 语言为工具开发了空间弯扭构件的三维建模及壁板展开放样的软件系统.该软件已被成功地应用于国家体育场钢结构的深化设计工作中.     

国家体育场钢结构工程箱形弯扭构件制作技术及应用研究

通过对箱形弯扭构件的三维建模及壁板展平放样开发、弯扭板件的多点无模成形技术、弯扭板件的三辊卷板成形技术、弯扭板件及构件成形质量检查技术及国家体育场钢结构工程应用等方面的研究,期望对类似工程施工提供参考,为今后有关规范标准的修订提供有益的资料。     

昆明新机场航站楼钢彩带空间弯扭箱体构件制作技术

复杂钢结构构件特别是空间弯扭构件的加工制作,如何确保构件的加工精度、曲线符合设计要求,是一个重要挑战.昆明新机场航站楼造型独特的彩带空间弯扭构件,采用空间任意扭曲箱形构件自动生成软件,对壁板的展开进行计算机精确放样.同时,对壁板的成型过程和成型后的检测采用专用检测样箱进行全面检测,解决了构件复核检查的难题.采用先加工制作箱体壁板,然后合拢组装成箱体的方法,解决了彩带箱体内横隔板焊接困难的问题.     

国家体育场大型空间箱形截面扭曲构件的加工技术

国家体育场钢结构工程,构件弯扭,建筑造型复杂,加工制作难度非常大。本文通过对构件形成的原理与规律的研究,为工程加工制作的顺利进行奠定了基础,开发了三维特形构件软件,提高了生产效率,并对弯扭构件的加工、制作全过程进行了总结。     

国家体育场大型空间箱形截面扭曲构件的加工技术

国家体育场钢结构工程,构件弯扭,建筑造型复杂,加工制作难度非常大.本文通过对构件形成的原理与规律的研究,为工程加工制作的顺利进行奠定了基础,开发了三维特形构件软件,提高了生产效率,并对弯扭构件的加工、制作全过程进行了总结.     

福州海峡奥体中心体育场罩棚钢网架施工关键技术

福州海峡奥体中心体育场罩棚结构采用了新型的结构形式——空间三维弯扭桁架结构。对福州海峡奥体中心体育场罩棚施工的关键技术进行了研究,主要内容包括三维弯扭桁架的安装、铸钢节点的空间定位、支撑转换系统、卸载方法等。通过本文的研究分析将形成一套三维弯扭桁架结构体系的施工关键技术,钢结构体系适用于体育场大跨度悬挑罩棚及其他公共建筑。     

国家体育场“鸟巢”钢结构工程加工与安装关键技术

针对国家体育场钢结构工程的整个实施过程,介绍该工程的特点和难点,着重介绍国家体育场的钢结构弯扭构件、柱脚、桁架的加工和主结构、次结构安装的关键技术。     

深圳两馆复杂钢结构深化设计技术

深圳市当代艺术馆和城市规划展览馆首层以上由表皮钢结构系统和2个独立塔楼主体结构系统组成,其中表皮钢结构是深化设计的重难点。从表皮钢结构杆件建模、弯扭构件建模、双向倾斜构件图纸表达、弯扭构件深化图纸表达、表皮钢结构分段及对表皮钢结构工艺的考虑等各方面,详细阐述了深圳两馆复杂结构深化设计技术。展现了Tekla Structures和CAD三维技术结合在结构形式复杂的钢结构工程深化设计中的成熟应用。     

钢结构旋转楼梯力学性能与成型机理分析

建筑结构中常采用旋转钢梯来节省空间及契合建筑室内功能要求。旋转钢梯结构相对复杂,其力学性能分析及深化模型成型机理是设计中的难点。结合某建筑异形旋转钢楼梯设计案例,对该楼梯结构的刚度、强度、稳定性及舒适度进行计算分析,探讨了楼梯结构的力学性能特征。根据此类构件的空间三维成型特点以及加工需求,归纳出弯扭构件的空间放样流程及深化图纸表达,讨论了旋转钢梯三维模拟精度的控制方法及加工成型机理,为同类工程提供参考。     

昆明新机场航站楼钢彩带结构深化设计

昆明新机场航站楼采用造型独特的钢彩带结构,部分为异常复杂的弯扭箱体构件,采用一般的深化设计手段和方法,满足不了弯扭构件的深化设计要求,给钢结构的深化设计带来了极大挑战。结合工程特点,采用自行开发的弯扭构件专用深化设计软件,解决此难题。同时,考虑到箱体内部焊接空间非常狭小,焊接困难,深化设计阶段采取了有效的组装和焊接工艺对结构进行优化设计,满足工厂加工和现场安装的需要,并进行了焊接方法和焊接可行性的研究和优化,提出能适合本工程的最优焊接方法。     

国家体育场大跨度钢结构设计与研究

在国家体育场设计中,利用CATIA空间建模软件建立了国家体育场大跨度钢结构精确的三维空间几何模型与计算模型。为了使结构受力合理、减小构件加工制作难度与施工的复杂性,主桁架弦杆在相邻腹杆之间采用直线代替空间曲线构件,桁架柱腹杆尺寸与菱形内柱同宽。对于屋盖肩部的空间扭曲构件,在整体计算模型中用分段折线代替理想曲线,并对每段构件截面的主轴方向进行偏转。屋顶与立面次结构可以有效减小主结构弦杆面外的计算长度,提供ETFE膜结构、下弦声学吊顶与屋面排水系统的支承条件,并形成结构的抗侧力体系。在设计中运用将“死”单元逐次激活的技术,对钢结构在整个施工过程刚度和荷载的变化情况进行模拟。根据风洞试验确定风压分布,提出下风振系数的计算方法,确定大跨度结构的风振下压效应。采用新型国产高强钢材,并根据构件的重要性确定钢材的技术性能要求。在综合考虑工程的重要性、结构受力特点、施工偏差以及工程造价等多种因素的基础上确定构件应力比限值,进     

国家体育场钢结构安装方案比选研究

主要从定性和定量两方面对国家体育场钢结构安装工程进行了整体提升、高空滑移、局部提升 高空散装和高空散装四种方案进行比选,根据比选结果提出国家体育场钢结构工程最终的总体安装方案。     

国家体育场钢结构设计中的优化技术

针对国家体育场大跨度钢结构中存在用钢量较大的问题,通过对主结构和次结构的布置进行调整,使结构的受力性能与节点构造得到了改善;在板件应力状态分析的基础上,提出了适用于焊接薄壁箱形构件的设计方法;根据主结构与次结构受力的特点,提出合理确定杆件计算长度系数的方法;提出钢结构分段吊装方案,合理确定临时支撑塔架的位置,并考虑安装顺序对结构抗震性能的影响;通过合理选用新型中国产高强钢材,有效地控制了结构自重;在ANSYS软件平台上开发了设计与优化功能,以满足国家体育场复杂大跨度钢结构设计的需求;通过多种布索方案的综合比较,对采用预应力技术的可行性进行了深入的研究。通过对多种优化方法的研究与应用,有效地减小了国家体育场大跨度钢结构的用钢量,并取得了显著的技术进步及社会经济效益。     

BIM在钢结构详图设计软件开发中的实践

BIM以其先进的理念及在工程中成功的应用受到越来越多的关注,钢结构详图深化设计软件STXT基于其思想进行开发,采用以三维模型数据为核心,参数化建模及读取PKPM结构设计模型来完成模型搭建,进行详图设计。真实的三维模型显示方便实时查看、模型检查,通过三维模型自动生成全套施工图纸及进行工程量统计,本文将围绕上述特点进行了详细阐述。     

济宁文体中心体育场钢屋盖结构设计

济宁文体中心体育场下部采用钢筋混凝土框架结构,屋面采用空间钢管桁架结构。屋面体系由径向主桁架、环向桁架与支撑一起构成。重点介绍了该结构在分析和设计中的关键问题,结构体系的布置及荷载取值。采用ANSYS软件进行了考虑几何及材料非线性的整体稳定性分析,同时对该结构采用的关键节点形式进行了分析,对此类结构的特点进行了探讨。计算分析表明,结构构件的应力比、变形及结构整体稳定性均能满足设计要求,同时通过在设计中采用滑动型节点有效降低了结构的温度效应。     

Assessment of structural behavior of transmission line tower using strain gauging method

Design of latticed steel transmission towers is a challenging task which involves lengthy modeling and detailing of significant amount of steel members and connections. After that full scale testing of towers validates the modeling and detailing and ensures that the towers are designed to withstand design loads without premature failures. In present work, a 132 kilovolt double circuit suspension tower has been considered for study. The tower was designed using Staad.pro software and the member forces were calculated at design loads. After design, the full scale testing of the tower was carried out. During testing, the strains in some of the critical members were measured using strain gauges. Using these strain values, the actual load in selected members are calculated. The paper provides the comparison between actual load in members during full scale testing and computed loads from software. The paper also discusses the possible reasons behind the difference between actual and computed loads. Loads on the tower at different points for different conditions are presented. The paper also provides a discussion about the possible reasons of premature failure of tower during full scale testing or at site and the remedial measures are presented to avoid the failure.     

寿光体育场78.80m高钢桅杆施工技术

寿光体育场屋盖采用钢管桁架结构,分为径向桁架和环向桁架,径向桁架一端为铸钢滑动支座,另一端与环向桁架相贯,通过预应力拉索与4根高度78.80m钢桅杆连接,从而相互连接形成空间结构体系。根据体育场的结构难点和特点,采用有限元软件ANSYS进行仿真分析,介绍钢桅杆和拉索的设计计算、施工工艺,并通过施工监测确保结构安装质量。     

吴江市震泽中学体育场钢屋盖结构设计

震泽中学体育场分为东、西区两个看台,东区跨度为170.7m,主骨架为梭柱斜拉索网格结构,西区跨度为224.0m,主骨架为背拉索大悬挑网格结构。采用3D3S和MIDAS软件对结构进行分析,通过控制拉索的初始预应力取值,降低整个结构用钢量。结合具体结构设计,对结构进行了静动力特性分析、屈曲分析和断索分析,同时对两种拉索网格结构的力学性能特点进行了比较和总结。     

扭曲箱形构件的空间坐标表示法

国家体育场屋盖结构的几何构型非常复杂,立面和肩部构件均为扭曲箱形构件,在设计中采用了三维建模软件CATIA解决复杂建筑结构的空间建模问题。由于扭曲箱形构件在建筑工程中极少应用,传统的制图方式已经无法表达其几何形状,本文提出一种适合于扭曲箱形构件的节点坐标表示法,通过构件棱线上的特征点、端点或与其他构件的交点,采用三次B样条曲线拟合构件的棱线,以获得扭曲箱形构件连续光滑的轮廓线。本文给出了空间坐标法误差控制原则、控制点间距计算方法、曲率突变点的处理方法等。最后,文中给出了施工图表示方法与数据检验的实例。