天津于家堡大跨度双螺旋单层网壳结构设计

京津城际延伸线终点站交通枢纽工程——天津滨海新区于家堡车站屋盖是大跨度双螺旋单层网壳结构,南北向跨度为144m,东西向跨度为81m,矢高为25m,其建筑外观为贝壳形状,焊接箱形杆件呈空间双螺旋交织布置,双向各有36根,共72根螺旋线构成非规则的空间曲面造型,是目前国内跨度最大的单层网壳结构.本文结合于家堡单层网壳结构,介绍其设计技术参数,重点分析风荷载、雪荷载、温度作用等荷载的分布和取值,并对单层网壳结构的静力性能和稳定性进行了分析.分析结果表明,于家堡大跨度双螺旋网壳结构的强度及位移均满足设计要求,结构体系合理,具有良好的力学性能.本文为于家堡单层网壳结构深化设计提供基础,为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供参考.     

大跨度空间网壳结构设计方法

本文研究了大跨度空间网壳结构的设计方法。大跨度空间网壳结构是一种由多个展开的曲面或平面构成的空间结构,自重轻且具有较高空间刚度,因此在建筑、航天、体育场馆等领域具有广泛的应用前景。本文首先介绍了大跨度空间网壳结构的基本原理和特点,包括受力分析、结构形态与几何参数的关系等。然后探讨了大跨度空间网壳结构的设计方法,包括结构优化、荷载分析和节点连接等。最后,通过对已有大跨度空间网壳结构的案例分析,验证了本文提出的设计方法的有效性和可行性。本研究为大跨度空间网壳结构的设计和工程实践提供了重要的理论和实践指导,具有一定的实际应用价值。     

折线形双曲扁网壳的构形和稳定性能分析

提出一种由三角形网格组成的新型折线形双曲扁网壳结构,探讨了该类型网壳结构的构形.使用简捷设计法对折线形双曲扁网壳结构进行了结构设计,验证了简捷设计法的有效性,计算了该类结构跨越不同跨度时所需的杆件用钢量,表明该结构体系可以满足较大跨度的建筑需要,且具有良好的技术经济指标.对折线形双曲扁网壳的线性稳定性能和非线性稳定性能进行了分析,结果显示,折线形双曲扁网壳具有较好的整体受力性能,有良好的工程应用前景.     

网壳结构抗震设计方法探讨

网壳等大跨空间结构动力性能与传统多、高层结构相比更为复杂且有明显不同,目前各国均缺乏相应的抗震设计规范。因此,对于网壳结构的抗震性能进行系统研究,提出合理、有效的抗震设计方法是十分必要的。本文依据基于性能抗震设计思想,归纳近年来网壳结构抗震性能的大量研究成果,提出新的网壳结构抗震设计方法,为我国网壳结构抗震规范的制定提出依据。     

折叠网壳结构的初步设计评述

基于折叠网壳的使用功能要求,系统综述了折叠网壳的各种结构形式、基本单元及节点种类,全面评述了折叠网壳结构初步设计中几何设计、结构选型、节点设计等步骤的设计方法及主要控制因素,为折叠网壳结构的设计奠定了理论基础。     

下部支撑结构对网壳动力性能的影响

本文通过理论计算,研究支座条件(主要是下部支撑结构侧向刚度和网壳与下部支撑结构连接的转动约束)对网壳结构抗震性能的影响,针对实际设计未准确考虑下部支撑结构的影响问题,比较未考虑和考虑下部支撑结构影响两种情况下网壳结构的抗震性能.     

2008奥运羽毛球馆张弦网壳结构整体稳定分析中初始缺陷的影响研究

工程结构的整体稳定性反映了结构的抗倒塌能力,是工程结构设计要考虑的关键问题,初始缺陷对不同类型结构的整体稳定性会产生不同的影响.目前在网壳结构设计中,初始缺陷是按照第一阶屈曲模态的L/300(L为结构跨度),对结构施加初始变形.本文以2008年奥运会羽毛球比赛馆的张弦网壳结构为工程背景,以两个不同形式的张弦网壳为算例,分析了初始缺陷对张弦网壳结构整体稳定性能的影响,对网壳结构设计中施加初始缺陷提出了新的看法,为实际工程的设计计算提供了借鉴和参考.     

钢管厂双层异形网壳结构的设计与分析研究

以某钢管厂双层异形网壳结构设计为工程背景,对其结构选型做了具体论述;以线弹性分析作为基础,细致地分析了异形双层柱面网壳结构的非线性性能.最后得出网壳结构工程设计与研究的几点结论.     

弦支穹顶结构缺陷状态的敏感性分析研究

由于构件制作与施工误差、计算假定与算法误差等情况不可避免的存在,当结构索施工张拉完成后索的实测张力值与设计值存在偏差.为研究各误差因素对结构受力性能的影响,本文对一跨度为50m的弦支穹顶结构建立正交表,分析了环索预应力以及网壳节点竖向坐标位置偏差等因素对结构静、动力性能以及稳定性的敏感性.结果表明,环索预应力对结构静、动力性能影响最为敏感,网壳节点竖向坐标偏差对结构稳定性能影响最大,在施工中需严格控制环索预应力和网壳节点空间位置.     

考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计

整体稳定性是单层网壳结构设计中的一个关键问题.在进行此类结构的优化时,必须考虑整体稳定性的影响才能得到符合规程要求的设计.本文综合考虑了位移、应力和杆件稳定以及结构整体稳定性条件,提出了基于最优准则法的优化设计方法,可按照钢结构设计规范和网壳结构规程的要求,对单层网壳结构进行杆件截面设计.     

点支承两向叉筒单层网壳结构非线性动力稳定分析

稳定性能是单层网壳结构设计的主要控制因素,动力稳定是单层网壳稳定性能的重要组成部分.本文利用非线性有限元理论对点支承两向叉筒单层网壳在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析.在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载.通过分析对点支承两向叉筒单层网壳的动力稳定特性有了较全面的了解.     

点支承两向叉简单层网壳结构非线性动力稳定分析

稳定性能是单层网壳结构设计的主要控制因素，动力稳定是单层网壳稳定性能的重要组成部分．本文利用非线性有限元理论对点支承两向叉简单层网壳在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析．在数值分析过程中，利用比例法调整地震作用的峰值加速度，采用B—R准则判定结构的动力稳定临界荷载．通过分析对点支承两向叉筒单层网壳的动力稳定特性有了较全面的了解．     

南京龙江体育馆网壳设计与试验研究

双层双曲抛物面同壳具有受力合理、刚度好、经济、美观且施工较方便等优点,是一种值得大力推广的大跨空间结构.本文介绍了龙江体育馆屋盖网壳设计(包括结构方案选择,网壳的静、动力分析,温度应力,节点构造),简述了试验情况,提出了防火及施工安装中应重视的问题.     

鲁-台经贸会展中心超限工程抗震设计

鲁台经贸会展中心主体采用框架-剪力墙结构,包括展览区、商业区、共享大厅等多个功能区。各功能区通过蒙皮网壳连接形成整体。钢结构与混凝土结构相互交错,涉及的钢结构有桁架、单层网壳、双层网壳等多种形式。整体结构是一个复杂的超限工程。采用基于性能的设计方法,对重要构件提出专门的性能目标。对展厅大跨度楼层钢结构进行了活荷载不利布置分析。重视钢结构的稳定设计,通过多种构造措施和计算分析保证了钢结构的整体稳定。对整体结构进行了动力弹塑性分析,考察了结构的塑性发展程度和变形能力,并对薄弱构件进行了加强。设计结果表明,结构抗震性能良好,结构体系安全可行。     

约束条件对天津极地海洋馆网壳结构性能的影响

天津极地海洋馆钢结构屋盖根据仿生学原理模拟鲸鱼的外形。"鲸鱼"身长275m,宽117m,高45.6m,采用双层网壳结构模拟;尾部背鳍高69.4m,采用空间管桁架结构模拟。通过对其屋盖钢结构主体的有限元分析,主要研究了双层网壳结构在弹性支座和固定铰支座两种不同约束条件下的静力性能、动力特性和抗震性能,分析支座刚度对网壳结构性能的影响。相比固定铰支座,弹性支座可以明显地改善屋盖双层网壳结构的力学性能,对相关课题研究及工程设计具有一定的理论价值与实用意义。     

Design method research into latticed shell tube-reinforced concrete (RC) core wall structures

Latticed shell tube-RC core walls are a new structural system with RC core walls in the center and latticed shell tubing on the outsides. The shear rigidity of RC core wall is big, and the resisting overthrow capability of external latticed shell tubes is powerful. This combination can reduce structural damage that could be caused by seism, and it remarkably enhances the anti-seismic capability of structures. The basic design procedure for constructing these structures is introduced sequentially, particularly pointing out the key problem of the design. A comprehensive structural analysis is carried out and the performance of the new structure is evaluated thoroughly. A new practical method is proposed for evaluating this kind of structure, which uses an equivalent bars model to simulate the RC shear wall and slabs approximately, giving it similar rigidity and mass as existing structures by adjusting the elastic modulus and density of the material. Finally, the related design method is demonstrated with a project, and it is proved to be applicable to high rise building design.     

台风作用下网壳结构的风振响应分析

网壳结构的大空间曲面形状特点使得其在台风作用下的风振响应比较复杂,为了克服尺寸效应的影响,得到网壳结构表面风荷载分布规律,在计算流体力学(CFD)和FLUENT技术的基础上,利用常规湍流强度、田浦湍流强度以及石沅湍流强度的计算方法,对某组合网壳结构进行了台风作用下风场的数值模拟,通过分析其表面风荷载分布特性和不同风向攻角作用下组合网壳结构的表面风荷载,确定了组合网壳结构的风压分布规律、表面风压系数分布,最后得到网壳结构的风敏感部位,可以为工程前期抗风设计提供参考。     

自平衡预应力球面网壳结构稳定性研究

针对单元拼装式自平衡预应力网壳的结构稳定性能尚不明确的研究现状,采用有限元分析的方法对一座大跨度球面网壳结构的稳定性能进行了研究。采用了Block-Lanczos法对网壳结构进行了特征值屈曲分析,并用一致缺陷模态法对网壳结构进行了非线性分析,从而获得大跨度自平衡预应力球面网壳结构稳定性能的规律,相关结论对新型网壳的工程设计具有指导意义。     

单层网壳结构弹塑性稳定性和优化设计研究

以民航博物馆不规则连续单层网壳结构为例,对单层网壳考虑弹塑性稳定性和优化设计进行探讨。比较了各荷载工况作用下的几何非线性极限承载力、弹塑性非线性极限承载力与荷载标准值之比和线弹性外力势能的分布规律,初步探讨了在诸多荷载组合工况中选择单层网壳结构弹塑性稳定极限承载力控制工况的方法。探讨单层网壳考虑弹塑性稳定优化设计的实用简化方法,提出了杆件截面优化的应力比缩减分层法,使复杂的优化设计问题简单化。     

网壳筒体-混凝土芯筒结构的设计方法研究

网壳筒体-混凝土芯筒是一种新的结构体系,混凝土芯筒在中心,网壳筒体在外面。混凝土芯筒的剪切刚度大,外部网壳筒体抗倾覆能力也很大,这种组合能减少地震造成的结构损坏,显著提高结构的抗震能力。介绍了构建这种结构的基本设计程序,特别指出了设计的关键问题。进行了综合的结构分析,全面评估了新结构形式的性能。提出了评估这种结构的新的实用方法,采用等价杆系模型近似地模拟钢筋混凝土剪力墙和板,通过调整弹性模量和材料的密度,使其与现有的结构具有相近的整体刚度和质量。最后,通过工程验证了相关的设计方法,证明对于高层建筑设计这是一个合适的方法。