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。     

环桁架拱支单层网壳施工关键技术

文章针对天津商业大学新建体育馆钢结构工程环桁架、拱支单层网壳高空和大跨度的结构特点和难点,进行施工前详细的分析和对比,制定了简单有效的制作工艺、安装方案并取得了较好的技术、经济效果。     

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。     

环桁架拱支单网壳结构的分块拼装和分块吊装的施工方法

天津商业大学新建体育馆工程屋面为环桁架拱支单网壳结构,选择分块拼装、分块吊装的施工方法,是较为合理的方案,同时其经济指标也相当理想。因单层网壳自身的结构特点,在网架分块拼装时精度控制、网架分块吊装过程中的变形控制、就位焊接时的测量控制以及最终卸荷后的挠度控制等都是管理的重点和难点。     

青少年户外培训基地综合体育馆屋盖优化设计

介绍了青少年户外培训基地综合体育馆的工程概况,阐述了跨度为105m的弦支穹顶结构体系优化设计及选定过程.将初设方案和施工图优化方案进行了对比分析研究,对比内容包括屈曲模态、几何非线性屈曲、双非线性屈曲等.除此之外进行了整体抗连续倒塌验算.研究成果表明将外侧网架与单层网壳弦支穹顶连接成整体,并通过悬挑桁架和环向桁架进行整体刚度加强后,结构整体稳定性得到较大提高,有效避免了单层网壳转折点受力集中,同时结构不会发生连续倒塌破坏,并节约了预应力索用量、支座数量以及整体用钢量,经济指标更为良好.     

弦支环向折线形单层球面网壳布索方案研究

为改善环向折线形单层球面网壳的受力特性,在环向折线形单层球面网壳中增设了若干道环索、斜索和撑杆,形成了一种新型的弦支环向折线形单层球面网壳的加强结构体系。从满足不同建筑造型要求和合理、经济的受力体系的角度出发,给出了五种不同的布索方案,并对各方案下的结构受力性能做了对比分析。经分析可知,布索方案3~5下的弦支环向折线形单层球面网壳的性能较优。研究结果为揭示各种不同布索方式下的弦支环向折线形单层球面网壳的受力特性和内力、位移的变化规律提供依据,也可为此类网壳结构的初步设计、优化设计和多方案比较提供参考。     

弦支环向折线形单层球面网壳布索方案研究北大核心CSCD

为改善环向折线形单层球面网壳的受力特性,在环向折线形单层球面网壳中增设了若干道环索、斜索和撑杆,形成了一种新型的弦支环向折线形单层球面网壳的加强结构体系。从满足不同建筑造型要求和合理、经济的受力体系的角度出发,给出了五种不同的布索方案,并对各方案下的结构受力性能做了对比分析。经分析可知,布索方案3~5下的弦支环向折线形单层球面网壳的性能较优。研究结果为揭示各种不同布索方式下的弦支环向折线形单层球面网壳的受力特性和内力、位移的变化规律提供依据,也可为此类网壳结构的初步设计、优化设计和多方案比较提供参考。     

柱面拱支网壳静力性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构的优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。通过与一般柱面单层网壳结构的对比,对不同矢跨比的单层柱面拱支网壳结构考虑不同拱肋配置下的静力性能,特别是结构极限承载能力及对初始几何缺陷的敏感性进行了分析比较。介绍了几个采用单层柱面网壳结构作为屋面结构的工程实例及其采用拱肋加强后的实际效率。理论分析结果及工程应用表明,在拱结构的帮助下,柱面单层拱支网壳结构的静力性能得到了明显的改善。     

空间桁架拱支单层椭球面网壳结构设计与分析

天津米立方建筑造型为椭球面,根据建筑造型提出型钢拱、双层网壳、拱支单层网壳三种结构体系方案并进行了初步的对比分析,综合考虑各方面因素后最终选用拱支单层网壳结构体系。建立结构ANSYS有限元模型,对结构在各种荷载组合下进行了静力分析、自振特性分析以及振型分解反应谱分析,得到了结构的受力、变形、振型以及抗震性能的特性。对不考虑檩条作用以及考虑檩条作用的结构分别进行了双重非线性稳定分析,结果表明,不考虑檩条时双重非线性稳定分析的稳定系数大于2,结构中檩条使得结构的整体稳定性提高了1/3。     

环向折线形单层球面网壳及其结构静力简化计算方法

环向折线形单层球面网壳是单向折线形网架结构在曲面结构构形中的拓展,兼有双层网壳和单层网壳受力特性。通过结构构形研究和机动分析,提出了在轴对称条件下基本结构体系的简化杆系计算模型及其分析方法。为改善结构的受力特性,在基本结构体系的基础上,增设若干道环向杆件,形成环向折线形单层球面网壳的加强结构体系。通过算例分析,对比研究了在不同荷载工况下和厚跨比对结构体系受力性能的影响。研究结果表明：环向折线形单层球面网壳的基本结构体系是一种静定空间桁架结构;揭示了环向折线形单层球面网壳基本结构体系的组成规律、受力特性,给出了加强结构体系的合理加强方案;所提出的简化计算方法,可精确求解网壳的内力和位移。     

广饶国际博览中心弦支网壳屋盖结构设计

广饶国际博览中心展厅屋盖为长轴126m、短轴56m的椭球形,对此屋盖结构进行了方案比选,主要对比了双层网壳、拱桁架-单层网壳和弦支网壳结构体系,综合考虑受力性能、造价、工期等因素后选定了弦支网壳结构方案。分析了作用于结构的恒荷载、活荷载、风荷载、温度作用以及地震作用等,并对各种工况进行组合;阐述了拉索预应力设定的原则,给出了主要拉索的预应力取值;分析了结构的静力、动力性能,得到了在结构在设计组合下的应力和位移,结果表明,结构材料利用率较高且有一定安全储备。对结构进行了稳定分析,在考虑几何非线性情况下结构的稳定能满足规范要求,为其他类似工程提供参考。     

节点刚、铰接时环向折线形单层球面网壳静力和稳定性能的分析研究

环向折线形单层球面网壳是一种新型的具有双层网架和单层网壳特点的空间桁架体系,结构分析简捷,加工制作方便,建筑造型优美,有推广应用前景。专门研究了当节点采用不同连接方案时,即当构成4种节点形式与杆件特性的连接构造时对环向折线形单层球面网壳基本结构体系和加强结构体系静力和稳定性能的分析,可进一步了解这种单层网壳结构的受力特性,也是对现行《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2001)第3.1.8条强制性条文规定单层网壳应采用刚接节点的讨论,并得出一些对工程设计有重要参考价值的结论。     

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。     

平面预应力弦支穹顶组合网壳结构施工关键技术

弦支拉索与水平拉索组合同上弦主拱钢桁架连接,形成一种新型的组合网壳结构体系。主要介绍了此类新型结构体系在广饶国际博览中心中的应用,分析了其工程难点与解决措施、网壳结构及拉索的总体施工方案、拉索施工监测方案等。重点介绍了撑杆与弦支拉索、撑杆与上弦主拱桁架、网壳支座处的连接节点设计。经监测,施工过程中,结构最大变形和钢结构等效应力均满足施工工艺要求。     

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。     

不同类型单层球面网壳结构弹性屈曲分析研究

文章利用ANSYS软件对三种类型的单层球面网壳结构进行弹性屈曲分析,在网壳尺寸及杆件截面相同的条件下,研究了网壳杆件分布形式对网壳屈曲临界荷载和屈曲模态的影响。研究结果表明:杆件分析形式对网壳屈曲临界荷载有较大的影响,其中,临界荷载从大到小依次为肋环斜杆型、K6型网壳、肋环型单层球面网壳;模态分析表明肋环斜杆型单层球面网壳稳定性最好。     

钢管桁架拱的稳定性能及应用

首先介绍桁架拱的组成特点、力学特性及工程应用,探讨拱的弹性和非弹性失稳特点及分类.结合桁架拱弹性屈曲模型、荷载作用类型及初始挠度沿轴线的分布形式,指出了桁架拱几种可能的破坏和失稳形式.在钢管桁架拱形结构失稳模态分析的基础上,利用非线性有限元分析方法,对立体管桁架拱进行了面内整体稳定承载力分析,从结构的荷载-位移全过程曲线考察了桁架拱稳定性能的基本规律,从中找到控制桁架拱设计的主要失稳形式.最后,结合南通体育会展中心拱支网壳结构的整体稳定性能进行研究,指出现阶段对桁架拱稳定性分析的基本方法和步骤.     

拱支网壳结构的试验研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式.为进一步研究该结构形式的受力性能,本文制作了以K6-4型(Kiewitt型)单层网壳结构为基础所构成的两种具有代表性的拱支网壳结构模型,进行试验研究,同时还采用一个同尺寸的纯单层网壳模型作对比试验,并将试验结果与理论分析结果进行比较.结果表明,由于拱结构的参与,该杂交结构的受力性能得到明显的改善.     

绍兴山水馆巨型椭球钢屋盖结构选型与设计

绍兴金沙东方山水商务休闲中心水馆建筑造型为一体量巨大的椭球体。该椭球体中央区域形态扁平、受弯为主,壳体作用弱;周边部位曲率较大、呈压弯受力状态,壳体作用相对显著。巨大的跨度和扁平的形态给结构选型与设计带来了较大挑战。经过多方案比选和优化,最终采用由径向主桁架、中部环桁架、中央弦支穹顶、子区域单层联方网壳共同构成的钢桁架弦支穹顶组合网壳结构。重点阐述结构体系选型及优化的过程,介绍钢屋盖的结构布置、静动力特性、温度作用表现、整体稳定性和极限承载力。同时介绍支座及典型节点的设计与分析结果等。分析结果表明,选择钢桁架弦支穹顶组合网壳这一新型结构形式可有效满足超大跨度下的结构受力和建筑美观需要。     

环向折线形单层球面网壳结构的试验研究

环向折线形单层球面网壳的基本结构体系兼有单、双层球面网壳结构的受力特性,且节点为铰接,是一种新型的静定空间桁架结构.为改善结构受力、满足构造要求,可在基本结构体系基础上增设内圈环杆.本文对内圈环杆加强的环向折线形单层球面网壳结构进行了全跨、半跨荷载下的静力加载试验,并将试验数据与理论分析结果进行对比.分析结果表明: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.