基于截面优化的张弦桁架形状参数分析

为了探讨张弦桁架矢高、垂度与最小结构质量的相互关系,确定出不同跨度的最优矢高、垂度,采用Fibonacci搜索法编写了以矢高、垂度为变量的张弦桁架形状优化程序.在编写Fibonacci搜索法程序中引入了动态搜索区,以有效提高搜索效率和保证精度要求.分别对不同跨度的张弦桁架矢高、垂度进行分析.结果表明:最优矢高、垂度都随着跨度的增加而几乎呈线性增加;不同跨度下的矢高、垂度与最小结构质量的关系曲线大致呈抛物线形状;当垂跨比为0.07时,各跨度的最优矢跨比出现在0.132～0.159之间;当矢跨比在0.14左右时,各跨度的最优垂跨比出现在0.07左右;最优的矢跨比与垂跨比之和为0.22,此时结构的质量最小.     

大跨度平面预应力钢桁架优化分析与方案比较

通过对 72m和 90m两种跨度的平面预应力钢桁架进行优化分析 ,对不同结构方案进行了讨论 ,并基于大量的计算结果 ,分析了拉索式平面预应力钢桁架的布索形式、钢索预应力、外荷载、高跨比 (桁架高度 )等因素与结构用钢量、最大挠度比的关系 ,并得到了一组特征曲线。最后 ,还分析比较了不同结构方案的用钢量与所需要的桁架杆件最大截面面积     

拉索式空间预应力钢桁架优化分析与方案比较（之一）

基于本建立的拉索式空间预应力钢桁架优化分析的一般计算模型,对几种不同结构方案的预应力立体钢桁架进行了优化分析,得到了相应结构的整体刚度参数-最大挠跨比与钢索预拉力、钢索截面尺寸及总用钢量等参数的变化关系（用一组图表表示）,并讨论了不同结构方案的用钢量与高跨比（桁架高度）的关系,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据。     

拉索式预应力立体钢桁架优化方案比较

建立了拉索式空间预应力钢桁架优化分析的计算方法。利用该方法对不同的预应力立体钢桁架结构方案进行了优化分析 ,通过大量计算得到了相应结构的总用钢量、最大挠跨比与钢索预拉力、外荷载等因素的变化关系。并讨论了不同结构方案的优化结果与布索形式和高跨比 (桁架高度 )的关系 ,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据     

某博物馆大跨拱形入口结构设计

某博物馆大跨入口形态呈拱形,矢跨比较小,为扁平拱,扁平拱兼具拱形结构与梁式结构的受力特征,构件承受轴力的同时也会承受弯矩,并会在拱脚处产生更大的水平推力。根据选型分析可知,混凝土结构自重产生的水平推力为钢结构的4~10倍,且跨中承受较大的弯矩,易使混凝土受拉开裂,不能充分发挥混凝土结构的受压性能。另外,混凝土构件的施工精度不高,容易造成初始缺陷偏大,不利于拱的稳定。综合比较,采用钢桁架拱结构较为合理,通过对该大跨钢桁架拱结构详尽的静力分析、强度验算、稳定性分析,可知钢桁架拱自重轻、刚度大、冗余度高、稳定性好,结构经济合理,且能很好地实现建筑形态和功能需求。     

立体预应力钢桁架优化设计及最优高度研究

以钢桁架结构的造价为目标函数,采用罚函数的方法,对倒三角形立体钢桁架及倒三角形立体预应力钢桁架计算模型进行优化设计。通过对大量计算结果的研究,得出了几种跨度下立体钢桁架及立体预应力钢桁架的最优高度。对于相对较小的荷载,可以找到立体钢桁架及立体预应力钢桁架的经济高跨比范围。     

某大跨度罩棚结构基于支座刚度的对比分析

某体育场西侧罩棚采用倒三角形空间桁架拱作为其长跨方向的主承重结构体系,屋面结构通过短跨方向的桁架梁支承于该桁架拱的下弦,主桁架拱的拱脚支撑于两端地面基础,结合独特的建筑造型,主拱桁架在竖向平面内还以一定的角度倾斜。针对主桁架拱在本工程中的重要性,设计中除了考虑满足各项常规要求,同时还进行了基于不同拱脚支座刚度的对比分析。分析结果表明,在拱脚支座刚度满足一定要求时,本工程罩棚钢结构的整体稳定性能和抗震性能可以得到保证。     

援塞内加尔竞技摔跤场钢罩棚结构设计

援塞内加尔竞技摔跤场钢罩棚为210m大跨空间拱结构,由主拱、后拱及次桁架组成,介绍了结构方案选型、结构静力、稳定及拱脚节点分析。结果表明,主拱采用菱形截面,后拱及次桁架采用倒三角空间立体桁架,以及纵向次桁架、联系桁架、支撑布置是合理的,杆件截面受力均匀,节点构造简单,结构空间整体性强;采用万向球铰支座的主拱拱脚节点设计合理,能够满足设计要求。     

房屋工程(续)

四、特种建筑物出于使用功能的需要,许多建筑物要求有开阔的、没有柱子的空间。例如教堂、剧场、圆形竞技场和体育馆需要长达800英尺(244米)的跨间。许多种结构体系可以满足这一要求,包括桁架结构、拱、穹顶(圆屋顶)和薄壳结构。大跨度桁架钢桁架可以用在几百英尺长的大跨度房屋上。桁架最大的缺点在于桁架本身占据了巨大的空间。因为桁架的高度约为跨度的十分之一,所以长200英尺(61米)的桁架,其高度就有20英尺(6.1米)。这样,桁架的高度就使原屋面高度增加了20英尺,     

铝合金温室结构形状优化设计研究

简化了连栋铝合金温室结构,建立了进行形状优化的平面桁架计算模型;通过多工况下屋架的力学分析,确定了最不利荷载组合;采用有限元法,在ANSYS程序中设计了不同高跨比的屋架形状优化算例。结果表明:计算模型合理可靠,一阶优化法计算精度高,收敛快,优化效果较好;不同高跨比的屋架均可以节省材料30%以上,屋面形状接近拱形时受力最好;实际工程中,屋架高度设计在1.5m左右为宜。     

钢结构运煤栈桥结构设计优化探讨

1概述 火力发电厂中运煤栈桥是很常见的构筑物,通常其高度较高,总长较长,单跨跨度也较大。桥体多采用钢结构平行弦桁架结构,栈桥总用钢量较大。良好的设计可以节约不少钢材,取得不错的经济效益。本文从桁架的跨度、桁架材料的选用以及桁架的结构形式等方面,探讨经济合理的优化方法。     

拱型波纹钢屋盖下部支承结构的设计与分析

主要针对拱型波纹钢屋盖结构的钢与混凝土两种下部支承结构在实际设计中的问题和影响因素等问题展开分析。根据拱型波纹钢屋盖结构的受力特点,建立了下部结构的计算模型。算例分析表明:跨度、矢跨比对拱脚水平推力影响均较大;矢跨比较大、柱高较小或柱距6m左右时,拱型屋盖下部采用钢结构较经济,而对于小跨度(尤其是跨度为18m左右)时,采用钢支承结构不够经济。建议通过梁端加肋或采用箱形截面钢梁减小拱脚水平推力的扭转影响。此外,按照悬臂梁对称配筋的方式对下部混凝土柱进行设计较简单方便且误差很小。     

不同强度钢材对钢管拱桁架动力破坏的影响

以跨度为180 m、矢跨比为0.2的三心圆钢管拱桁架结构为研究对象,采用有限元分析软件SAP2000对选用Q345、Q390和Q420三种不同强度钢材的拱桁架进行动力弹塑性分析,分析表明,随着钢材强度的提高,钢管拱桁架用钢量逐渐减少,而其弹塑性界限加速度峰值和破坏界限加速度峰值显著增大,说明采用高强度钢材可显著提高结构的抗震水平。     

某中心大跨度钢桁架施工阶段控制分析研究

某会展中心屋面为大跨度钢桁架结构,结构形式复杂桁架跨度大,施工难度大。根据结构形式特点,采用大型履带吊跨外安装,支撑胎架多段高空原位拼装方法进行屋面钢桁架的安装。介绍了钢结构屋面的施工过程,并采ANSYS软件对钢桁架屋面的施工过程进行计算分析,结果表明单榀桁架在吊装和卸载施工过程中结构应力、变形均能满足安全要求。     

鲁-台经贸中心展厅复杂钢结构设计

鲁-台经贸中心包括展览区、商业区、共享大厅等功能区,主体采用框架-剪力墙结构,外围采用钢结构网壳围合成整体。展览区是双层展厅,展厅楼面和屋面均采用钢桁架体系。楼层结构采用双向布置的钢桁架,是由主桁架、次桁架、小桁架等组成的多层次桁架系统。屋面采用大跨空间钢桁架结构,主桁架为倒三角形管桁架,跨度72m。通过边桁架、拉结桁架和上弦支撑等,将主桁架拉结成为整体。本项目钢结构具有空间造型复杂、跨度大、荷载重、结构超长等特点。采用多种程序建立空间模型,对结构进行整体分析和多种补充分析,包括:楼层钢结构活荷载不利布置分析、竖向振动分析;屋面钢桁架稳定分析;整体结构动力弹塑性分析等。对重点部位和重点构件提出专门的性能目标。重视钢结构节点和构造设计,保证钢结构的安全性和冗余性。项目已投入使用,钢结构受力性能良好,结构体系安全可行。     

天津大学体育场看台罩棚钢桁架设计与施工

天津大学体育场看台罩棚采用了大跨悬挑钢桁架结构 ,针对其跨度较大、形状不规则的特点 ,详细阐述了该种结构的体系布置情况和静、动力分析过程。体系布置采用三角形桁架结构 ,通过檩条和支撑将其连结成一个稳定的整体。最后简要地介绍了制作和安装方法     

启德威尔登酒店结构设计与分析

启德威尔登酒店为高78．2m的框架剪力墙高层结构,平面形状窄长,塔楼中庭洞口贯穿标准层,屋面为无级泳池;裙楼4层,顶部宴会厅跨度约35m,采用钢桁架结构;通过合理的结构选型和竖向构件布置,在满足结构计算各项指标的同时解决了客房景观要求,实现结构布置安全合理经济的目标。     

混凝土折板式密肋拟扁壳的静力性能分析

混凝土折板式密肋壳是由若干块密肋平板在脊(谷)线处交汇而成的新型空间结构,本文以其中的折板式密肋拟扁壳为研究对象,考虑结构矢跨比、脊线刚度、边缘桁架上弦刚度和密肋梁刚度影响,在点支承条件下采用有限元法进行竖向荷载作用下的静力性能分析。结果表明:密肋平板在屋盖中具有拱效应,边缘桁架上弦是屋盖的主要传力构件;屋盖整体刚度随矢跨比提高而增加,过低的矢跨比会增大结构轴力,并显著增加边缘桁架上、下弦的弯矩,建议矢跨比不宜小于1/6;脊线刚度改变几乎不影响结构静力性能,脊线截面高度可取屋盖跨度的1/50~1/30;增大密肋梁刚度能明显提高结构整体刚度,改善脊线和边缘桁架的内力分布,密肋梁截面高度可按结构跨度的1/60~1/35确定;边缘桁架上弦刚度对结构整体刚度和密肋平板内力的影响较小,其截面高度可与脊线截面高度相同。     

拱桁架结构优化设计

合理的结构形式可以降低工程造价。本文通过工程实例,分析带拉杆拱桁架选用的原因,并在普通两支座拱桁架的基础上。创造性地采用了四支座拱桁架,两者的用钢量均不足常规设计用钢量的1／3,四支座带拉杆拱桁架用钢量又比两支座带拉杆拱桁架减少6％,排架柱的配筋减少25％。四支座带拉杆拱桁架结构经济效益显著,值得采用和推广。     

某50.4m跨门形高层建筑转换桁架设计与施工

某门形建筑的连接体高达14层(包含屋面),转换桁架跨度为50.4m。结合概念设计和计算分析,对该大跨高位转换桁架形式进行多方案比选,确定了在7~9层和13~15层设置完整跨层钢骨混凝土转换桁架、在9~13层设置部分斜腹杆的转换结构方案。针对选定的转换结构方案,采用施工全过程模拟分析,比较了不同施工方案对应的转换结构内力大小。结果表明,转换桁架的钢骨在地面焊接成钢骨桁架后再整体提升的施工方案更合理。根据施工模拟分析结果优化了结构布置,设计出了简单可靠的节点构造。并介绍了按实际施工步骤实现施工模拟分析的计算方法以及转换桁架的施工要点。