南京牛首山文化旅游区佛顶宫大穹顶大跨空间自由曲面铝合金网壳结构设计

南京牛首山文化旅游区佛顶宫大穹顶屋盖部分因其多曲不规则的建筑造型,采用了大跨空间铝合金网壳结构体系,并采用钢结构树状柱作为整个穹顶的主要支承部分。根据当地的地理条件对各项设计基本参数进行取值,并结合风洞试验,对风荷载的取值加以修正。采用ANSYS软件进行结构整体设计分析,同时进行结构稳定性分析,采用铝合金结构设计构件校核软件进行构件的截面设计。分析结果表明,结构具有可靠安全的受力性能。     

基于树枝仿生的大跨空间结构设计

对某青少年活动中心进行结构设计,其平面为7个正六边形的组合,通过在六边形角部布置树状柱,形成六边形内部巨大的无柱空间。首先,详细介绍了结构体系及荷载取值;利用有限元软件进行了整体结构的建模与设计,以及模态、受力和位移分析,其结果满足相关规范要求;其次,通过开展考虑几何非线性和材料非线性的稳定性分析,指出结构具有良好的稳定性能;最后,针对结构中的特殊节点如树状柱分叉节点及屋面中心梁梁汇交节点,详细介绍了节点做法及细部构造,为验证连接节点性能,进一步建立了三维实体模型进行精细化有限元分析。分析结果表明,结构承载力及稳定性均满足相关规范要求。     

钢框架树状柱节点整体设计研究

本文采用梁柱焊接节点和梁拼接节点的设计方法对树状柱节点进行设计,通过算例分析发现常规设计方法无法满足树状柱的抗震要求,提出了对树状柱进行整体设计的必要性。最后提出拼接点位置选取的建议,供设计参考。     

仿生树状钢结构柱设计研究

首先阐述了树状柱结构在国内外建筑结构中的应用状况,然后分别对树梢有无支撑的树状柱杆件的计算长度系数取值、树状结构传力路径以及分枝数量进行了论述,并给出了相应的分析结果与设计参数建议。最后,通过实际的树状柱设计工程实例,结合前述理论分析原理,给出了树状柱的设计计算结果及设计中的关键问题,并且进行了相应的分析总结,为空间钢结构采用树状柱结构形式提供了参考。     

2008奥运会羽毛球馆索撑节点预应力损失分析研究

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式施加预应力,环索与撑杆相连的索撑节点的设计、构造与施工是保证环索实现预应力有效传递的关键技术。本文分析了索撑节点的几何构造,对预应力摩擦损失的计算方法进行了研究。利用ANSYS对环索和索撑节点进行了带摩擦的非线性接触有限元分析,并通过实际施工监测数据反算了预应力损失,将设计计算结果与实测数据分析结果进行了对比,并分析了预应力损失值偏大的原因。对张拉环索的弦支穹顶索撑节点提出如下建议:索撑铸钢节点的加工制作应采用精密加工,确保节点几何尺寸严格满足设计要求;索撑节点构造应进行改进,减小环索张拉时的预应力损失;在加强加工制作精度和施工质量控制的情况下,建议索撑节点预应力损失设计取值为5%~6%左右。     

大跨度索穹顶新型索撑节点模型试验及性能分析

索穹顶结构的刚度是由索系预应力实现的,预应力损失对结构的安全性具有重要影响,而环索与撑杆相连的索撑节点设计与施工是保证环索实现预应力有效传递的关键技术。以内蒙古伊旗全民健身体育中心大跨度索穹顶结构工程为背景,研发了引入滑动轴承的新型索撑节点,从本质上改变了节点的受力特性,从而减小摩擦损失。通过分析索撑节点的几何构造,对预应力摩擦损失的计算方法进行研究。采用ANSYS对环索和索撑节点进行带摩擦的非线性接触有限元分析,通过模型试验监测数据反算预应力损失,将设计计算结果与实测数据分析结果进行对比。根据研究结果对索穹顶的索撑节点提出如下建议:索撑节点的加工制作应采用精密加工,确保节点几何尺寸严格满足设计要求;在保证加工制作精度和施工质量的情况下,索撑节点预应力损失设计取值为3%~4%。     

新长沙火车站站台钢雨篷结构设计

新长沙火车站站台钢雨篷采用树状结构的刚架体系。从整体受力体系的角度来设计树状结构,进而详细分析其受力状况;通过非线性屈曲分析,跟踪加载的全过程,可知树状结构具有较好的稳定性和承载能力;采用有限元软件对其中的关键节点进行数值分析,结果表明节点具有较强的强度和刚度。整个结构体系满足规范要求。     

苏州新湖明珠城商业体天幕钢结构设计

苏州新湖明珠城商业体天幕钢结构为树状柱支撑网壳结构,屋面网壳形状为自由曲面,采用三角形网格.各分支构件的极限屈曲荷载和树状支撑杆件的计算长度系数采用屈曲分析计算.对树状柱构件采用二阶直接分析法进行复核,计算结果表明:与计算长度系数法对比,二阶直接分析法所得相应构件的应力比增大,网壳结构宜采用直接分析法设计.针对结构整体...     

茌平体育馆屋盖弦支穹顶叠合拱与主体混凝土框架协同工作力学性能研究

采用有限元软件分别建立了茌平体育馆屋盖弦支穹顶叠合拱单体模型、主体混凝土框架单体模型和结构协同工作整体模型,对比分析了结构在单体模型和整体模型下,屋盖弦支穹顶叠合拱和主体混凝土框架的力学性能差异。结果表明:在静力荷载作用下,采用单体模型计算屋盖结构时可以满足精度要求,主体混凝土框架柱与环梁的内力计算结果偏于安全;在地震作用下,采用两种模型计算的侧向变形与基底剪力的结果差异较明显;对地震作用是控制因素的工况应该采用整体模型进行分析,以确保抗震设计的安全性。     

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定性能分析研究

2008奥运会羽毛球馆屋面钢结构采用弦支穹顶结构体系。该体系为半柔性结构,结构的整体稳定性能是该类结构体系设计选型的控制因素。弦支穹顶结构具有屈曲特征值非常密集且为局部失稳屈曲模态的特点。本文重点对计算方法、材料弹塑性、节点构造以及预应力损失等因素对弦支穹顶结构整体稳定承载力计算的影响进行分析研究,研究表明荷载子步数、材料非线性以及索撑节点构造对奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定均有较大的影响。对基于结构整体稳定安全的大跨度钢结构性能化设计进行了初步探讨,提出了整体结构体系屈曲稳定承载力系数的建议取值。     

杂多县体育综合馆钢结构设计

杂多县体育综合馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系,屋盖由大跨度钢结构高次曲面网架组成。对工程结构体系的选型到荷载取值、边界条件、参数取值等进行了分析选定。采用合模计算及分模计算的包络设计方法确保计算内容涵盖结构最不利受力情况;采用抗震性能化设计方法对支座相关构件按设定的性能目标进行设计;网架下弦支座选用成品铰接支座与钢管混凝土柱顶连接,节点可最大限度地符合铰接支座计算假定。钢管混凝土柱脚节点为伸入框架柱的外包柱脚刚接节点,此节点构造复杂,角柱位置节点构造尤其复杂,采用断筋焊接及环绕后锚固方式处理,在满足设计要求的基础上最大程度地降低现场施工难度。     

长沙南站树状柱节点有限元分析

长沙南站主站房为3层框架结构,屋盖为大跨度复杂新型网壳结构,局部屋盖为张弦梁结构,在大跨度处采用两级分叉树状柱支承。树状柱结构的连接节点设计是结构是否安全可靠的重要因素,但对于这种复杂的空间节点,规范未能提出明确的计算公式。以长沙南站钢结构工程为背景介绍了树状柱铸钢节点的有限元分析,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。     

高层装配式斜支撑钢框架结构设计研究

针对远大S30工程的高层装配式斜支撑钢框架结构体系,分别采用振型分解反应谱法和线性时程分析法对整体结构进行有限元分析,得到了结构在多遇地震作用下的内力和位移响应。进行了结构整体的弹性设计,总结了该结构体系的设计方法。按规范对柱与柱座法兰连接的承载力进行了计算,并通过有限元分析和试验研究进行了节点强度和刚度的分析与验证。对梁柱节点进行了试验,研究其刚度变化规律,提出了采用弹簧单元在整体结构中建立节点简化分析模型的方法。研究结果表明：该体系中轻型钢楼梯对整体刚度的影响可以忽略,计算时可不建模分析;结构抗震性能满足现行规范要求,结构侧向变形曲线介于框架结构和剪力墙结构变形曲线之间;斜支撑降低了节点区的应力,增大了结构体系刚度,起到了减小柱计算长度、增强梁柱节点和柱与柱座连接的作用;柱与柱座法兰连接设计既满足设计强度要求,又实现了柱的刚性连接,保证了柱承载力和刚度的连续性。     

树状柱在大跨度空间结构中的研究与应用

首先阐述树状结构在国内外建筑结构中的应用情况,然后着重从设计的角度对树状柱的结构形式、连接方式以及稳定计算分析进行论述,并给出相应的建议与设计参数,最后,通过实际的树状柱支撑设计工程实例,给出树状柱的设计计算结果及设计中的关键问题,并且进行相应的分析总结,旨在为大跨度空间结构支撑形式采用树状柱结构积累经验,推动树状柱的设计研究工作。     

半刚接钢框架柱的稳定分析方法

根据钢框架稳定设计中柱子计算长度的概念,研究了钢框架中梁柱节点半刚性连接柱的计算长度系数取值问题,采用螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性,考虑了梁柱间的相对转角关系,通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法,推导了有侧移和无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式。研究结果表明:受节点半刚性影响,半刚接钢框架柱的计算长度系数比按刚接考虑的计算长度系数要大,约增大2%～6%;框架柱除底层外,其上下两端与横梁的连接基本是半刚接的形式,按横梁有侧移考虑,柱的计算长度系数比柱两端按刚性节点计算出的计算长度系数值增大了4%左右。由此可见,在钢框架的稳定分析和设计中,应考虑由于梁柱节点采用半刚接的连接形式,对框架柱的稳定性产生的不利影响。     

郴州市国际会展中心主体结构设计关键问题研究

郴州市国际会展中心主体采用混合框架-中心支撑结构,屋盖采用空间钢桁架结构。考虑混凝土和钢结构协同工作,对其进行整体分析。重点介绍了大跨楼盖结构的舒适度控制、超长混凝土结构设计、屋盖支撑柱的计算长度系数取值、复杂节点的有限元分析及足尺试验验证。分析结果表明,人员密集步行通过和多人跑步穿行两种激励工况下楼盖舒适度能满足规范要求;通过在楼板中配置预应力钢筋可抵消温度作用的影响;支撑屋盖的圆钢管混凝土柱的计算长度系数在1.3～1.6之间;节点有限元分析和足尺试验对关键节点设计非常重要。本工程在确保结构安全、可靠、经济的前提下,最大程度地实现了结构成就建筑之美。     

索穹顶新型节点设计及有限元分析

在分析索穹顶结构节点设计要求的基础上，针对索穹顶这种特殊的结构，介绍了适用于索穹顶结构的新型节点形式，并对其进行有限元弹塑性分析，分析结果表明节点整体受力性能较好。     

某美术馆斜柱框架结构设计方法

与传统框架相比斜柱框架在受力性能上存在较大差异,斜柱框架在结构自重作用下会产生较大的水平和竖向变形。借助一典型工程案例多方位、多角度对斜柱框架进行了研究分析,总结了一套分析斜柱框架的计算方法。该方法主要包括:斜柱受力特点对比分析、典型单榀框架受力分析、与斜柱相连的框架梁受力分析、楼板应力分析、穿层斜柱的整体屈曲分析、节点有限元分析和防连续倒塌分析等。采用该方法对本工程进行计算分析,结果表明:与斜柱相连的框架梁满足设计要求,节点设计满足强节点的设计原则,柱截面承载能力能满足防连续倒塌的设计要求。同时,应适当加大斜柱区域框架结构体系的整体刚度,应在适当位置设置中心支撑,增强斜柱框架的抗侧刚度;在楼板薄弱位置应采取适当的加强措施,保证水平力的有效传递。     

曲线型树状柱计算长度和稳定性分析研究

首先介绍了树状柱结构的分类和在国内外的应用,然后结合具体工程案例研究了树状柱曲线分支计算长度系数的确定方法,给出了该工程中曲线分支计算长度系数取值建议,同时讨论了曲线分支矢高比、长度比、线刚度比与计算长度系数的关系,最后对树状柱结构进行非线性分析,考察结构的失稳模式和安全系数,旨在为曲线型树状柱在工程中应用积累经验,为工程设计提供参考。     

某体育馆屋盖弦支穹顶的设计

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部预应力索杆体系组成的空间结构.结合某体育馆屋盖的设计,对采用的弦支穹顶结构进行了静力分析、特征值屈曲分析、非线性屈曲分析.讨论了弦支穹顶设计的基本过程,并对索所需的预应力大小进行了分析设计.计算结果表明,弦支穹顶结构具有良好的受力性能和经济性能,满足建筑造型的要求.其设计主要由稳定性控制,同时,体育场馆的工艺,如设备分布等,对其稳定性也有一定的影响,设计时不能忽略.＃