预应力钢网壳的某些静力性能研究

在网壳结构下部用预应力钢索施加与外荷载作用下方向相反的力，对改善网壳结构的受力状态，提高结构承载能力，增强结构的整体刚度、节约钢材、降低造价等有利，本文进行了预应力短程线型钢网壳计算理论的研究，给出了预应力索单元的刚度矩陈，编制了空间杆系有限无理论的预应力网壳五阶段全过程设计的静力分析程序，结合已完工的攀枝花体育馆屋盖网壳结构的工程实例，探讨了短程线型钢网壳的自重、拉索预应力和设计荷载作用下结构的内力及位移的分布规律、索力的优选、预应力损失以及支座约束变化对网壳内力和位移的影响，还对比了风壳在不同预应力张拉顺序及有无预应力时的计算结果。     

大同第二发电厂双跨三心圆柱面网壳结构设计与研究

以大同第二发电厂拟建双跨三心圆柱面网壳为背景,对钢网壳结构选型、荷栽取值和工况组合、结构计算及分析进行介绍.采用3D3S软件对结构进行优化设计,采用有限元设计软件SAP 2000对该网壳进行恒载、活栽、风载、温度度双向地震作用下应力和位移分析,通过模态分析考察该同壳的自振特性并与设计软件3D3S的结果进行对比.分析结果...     

高空大跨度钢网壳屋盖卸载施工技术

北京石景山大悦城项目钢屋盖为高空大跨度钢网壳结构,高空大跨度钢网壳屋盖结构的卸载是施工过程中难度较大的一项关键工序内容,经研究分析,采用火焰切割分区、分级卸载的方法。通过采用有限元计算软件MIDAS仿真分析了高空大跨度钢网壳屋盖卸载施工,认真分析了钢网壳屋盖临时支撑体系及过程监测数据,进行建模卸载模拟分析、模拟卸载,合理确定卸载点,根据卸载仿真分析确定总卸载值、卸载分步数量及每步卸载值,使整个钢网壳屋盖的受力状态过度平稳,实际变形量与模拟结果变化较小,符合设计与规范要求,确保施工过程整体结构安全稳定。     

钢网壳结构在我国的发展与应用

本文简述了我国钢网壳结构的发展状况和各类网壳结构的应用,并就钢网壳结构的形式与分类、计算方法、设计与构造、施工安装等方面问题作了综述。最后还提出了若干建议。     

大跨单层球面网壳的风振系数及其参数分析

本文针对某工程的单层网壳结构方案,采用其风洞试验数据,通过有限元方法在时域内进行三维风振分析,获得了钢网壳24个风向角下的竖向风振系数值,并通过对试验数据和计算结果的分析,确定了风荷载的不利风向角。同时考虑到钢网壳在风荷载作用下,不仅产生竖向风振,并且存在水平向风振,计算了不利风向角下的顺风向和横风向风振系数。进一步进行了该网壳结构在各种参数工况下风振系数的参数影响分析。结果表明:风振系数随风向角变化敏感,在抗风设计时应该考虑到这一规律;斜杆的使用大大减小了单层球面网壳的风振系数值;边界约束条件对风振系数的影响不大;结构阻尼比对竖向风振影响比水平风振响应更明显,阻尼比增大,风振系数有一定程度的减小。这些结论可为单层网壳结构抗风设计、防灾分析提供借鉴。     

广州金融城交通枢纽复杂曲面网壳结构设计关键技术

广州金融城交通枢纽采用单层复杂曲面钢网壳结构构成独特的外立面造型。由于项目钢网壳为风敏感的大跨度结构,设计过程中通过不同风环境下的风洞试验考虑周边建筑对主体结构风荷载作用的影响,并采用MIDAS Gen有限元软件对各工况下的风荷载作用进行包络计算,以确保主体结构安全。此外,由于钢网壳部分属于大空间建筑,设计时通过火灾场景分析,合理确定了火灾升温曲线进行防火验算,与标准室内升温曲线验算结果相比,该曲线计算所需杆件尺寸大大减小,结构达到了良好的经济性,并实现了美观建筑效果。通过细致的结构方案比选,合理地设置支承构件,并结合线性及非线性屈曲分析结果,最终使得钢网壳具有了良好的整体稳定性。     

边界条件对大跨复杂网壳的静力性能分析

文章应用MIDAS/Gen结构设计有限元分析软件,计算分析了不同边界条件对大跨复杂网壳结构内力、位移的影响。网壳结构的支座型式应符合边界计算假定,边界支承刚度应根据下部结构的刚度和支座本身的刚度定量计算,为大跨复杂网壳结构支座设计提供了理论依据。     

谈钢网壳结构的整体稳定性分析

根据钢网壳结构整体稳定性的特点,介绍钢网壳整体稳定性分析的内容、步骤及其评定标准,并以玻璃采光穹顶作为单层钢网壳工程实例对计算分析过程加以说明。     

天水体育中心游泳馆钢网壳结构施工模拟分析与监测

天水体育中心游泳馆屋盖为钢网壳结构,采用分块吊装和局部顶升相结合的施工工序,整体网壳结构拼装完成之后进行整体卸载。为了研究在施工过程中钢网壳结构的力学性能变化情况以及保证结构在施工过程中的安全,利用MIDAS Gen对结构吊装及顶升过程进行数值模拟分析,并将计算结果作为后期卸载模拟的初始值,采用强制位移法对网壳整体结构的卸载过程进行模拟。根据模拟结果并结合施工方法制定合理的施工监测方案,在现场布设传感器对结构施工过程进行应力应变实时监测,最后将数值模拟结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明:模拟分析结果与现场实测数据分析结果总体变化趋势基本吻合,在卸载过程中吊装部分与顶升部分伴随千斤顶的回油,网壳结构的应力状态逐步从施工状态转变为设计使用状态,力学性能变化在合理的设计范围内。     

攀枝花体育馆大跨度多次预应力钢穹网壳屋盖设计

本文介绍了攀枝花体育馆8支点多次预应力穹顶钢网壳屋盖的设计构思、结构形式、内力分析、稳定计算及施工方案要点。对预应力技术推广于大跨度钢网壳作了尝试。     

设拉杆拱形波纹钢屋盖结构支承体系设计

拱脚设拉杆是减小拱形波纹钢屋盖结构对下部支承体系推力作用的有效途径,但对带拉杆的支承结构目前尚无明确的设计方法。在分析此类结构受力机理的基础上,指出其设计亦应同一般预应力钢结构一样分成预应力态设计和荷载态设计两个阶段,进而推导了计算索张力和长度的实用公式,给出了两种状态下结构内力和变形的简化计算方法,使得原本需进行几何非线性分析的复杂计算过程得以手算实现。最后采用有限元分析软件进行校核计算,验证了本文提出的设计方法可行且具有很高的精度。     

北京大学体育馆空间辐射弦支网壳预应力施工

北京大学体育馆工程屋面采用空间辐射弦支网壳体系.根据结构特点,建立有限元模型,对结构进行整体分析和张拉仿真计算,采用多步、多级、循环平缓的张拉方法,保证预应力张拉能同时同步进行,以降低各索的相互影响.并详细介绍了张拉工艺流程、操作要点、质量控制、安全措施和效益分析.张拉结果分析表明,实测的应力和位移均符合设计和规范要求,结构扭转值被有效地控制在最小的范围内,屋盖系统达到自平衡.     

屋盖结构柱顶隔震技术的研究

根据屋盖结构的特点,提出柱顶隔震技术;随之,建立串联弹簧模型理论用于初步确定隔震垫参数,再使用非线性动力时程分析法进行详细设计。算例表明,屋盖隔震技术不仅大大降低了屋盖本身的反应,也有效保护了柱和基础等下部结构,而且屋盖侧移和隔震垫变形正常,因此柱顶隔震技术应用于屋盖结构是可行的。     

基于剪力比的黏弹性阻尼腋撑-RC框架结构设计方法

现有减震设计方法需进行繁琐的迭代,其效率有待提高。基于剪力比的概念,采用黏弹性阻尼腋撑,设置罕遇地震下腋撑与框架结构的耗能比,提出了基于剪力比的黏弹性阻尼腋撑-RC框架结构抗震设计方法。选取7条地震动记录,根据不同剪力比 α 对6层、9层、12层模型设置不同参数的腋撑,进行罕遇地震下弹塑性动力时程分析。研究了腋撑耗能占地震输入结构总能量的关系,并将各模型最大层间位移角与GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定值进行了对比。从层间位移角、层剪力、顶层最大位移值、顶层峰值加速度等方面比较了结构的减震效果。研究结果表明：对于高40m以下的框架结构,耗能比为0.6时,剪力比 α 的合理取值范围在0.10~0.20之间;剪力比α取0.15时,RC框架结构的最大层间位移角、顶层最大位移值均减少34%~45%,层剪力、顶层加速度峰值均减少19%~23%。     

某大跨度钢管拱桁架屋盖结构抗震性能分析

以某餐饮公司餐饮中心的钢屋盖拱桁架结构为研究对象,首先用设计程序3D3S 8.0对结构进行初步的选型与设计,然后用有限元分析软件ANSYS研究其动力特性和抗震性能,得到了该结构的自振频率、振型特点,地震作用下的位移分布、内力等.结果表明:设计出的钢管拱桁架屋盖结构,不论是结构形式、截面类型还是截面尺寸,在地震作用下均具...     

大跨度可开合空间网架屋盖风致效应

大跨度屋盖结构作为风敏感性较强的结构,风荷载是其控制荷载之一,可开合屋盖由于外形和结构的多变性,其风致效应更为复杂.以某大跨度可开合空间网架屋盖结构为研究对象,利用刚性测压风洞试验实测了屋盖内外表面的风压系数,对比了开合状态下屋盖表面风压的分布特征.基于本征正交分解(POD)及瞬态动力有限元分析,得到屋面节点的位移响应...     

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的抗震特性分析

运用大型有限元软件ANSYS对某超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构进行模态分析,并通过设计软件ETABS的计算结果对其进行验证,得到结构的自振特性。在模态分析的基础上,采用时程分析法对该结构进行非线性地震分析,对结构输入3种不同的地震波进行计算,充分分析和比较了计算结果,包括层间位移角沿高度变化包络曲线、顶点水平位移时程曲线、层间位移沿高度变化包络曲线以及顶层加速度时程曲线。结果表明:在地震作用下,该结构没有出现较为明显的薄弱层,同时结构的最大层间位移角出现在结构的中上部,且其值小于《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的1/100,能够满足抗震设防要求。利用ANSYS和ETABS对结构进行非线性地震分析,反映了此类结构体系在地震作用下的动力特性,解决了设计中的疑难问题,并校验了结构设计方案的合理性。研究结果在超高层结构抗震设计方面具有重大的理论意义和实用价值。     

钢筋混凝土框架结构模型振动台试验及抗震性能对比

介绍了一模型比例为1/10的12层钢筋混凝土框架结构模型振动台试验,分析了模型结构在不同地震水准下的动力反应,并利用能力谱法、改进的能力谱法、Pushover分析以及时程分析对原型结构的抗震性能进行对比分析,得到了结构在不同加速度峰值作用下的性能点、顶层最大位移值、层间侧移角以及塑性铰分布情况。结果表明,该结构在输入加速度峰值为0.1g及0.2g工况时处于弹性阶段或接近屈服。能力谱法在迭代计算过程中可能不收敛,而改进的能力谱法则可以求出结构在弹性以及弹塑性阶段的性能点和顶层侧移,但是与时程分析及试验结果比较误差较大。在结构屈服后,时程分析与试验结果相比也出现一定偏差,这可能是滞回模型的选择和试验的离散性造成的。     

我国屋面工程现状与发展

随着相关技术规范和防水材料标准的出台，我国屋面工程技术有了较大发展，具体表现在屋面设计系统化、屋面形式多样化、屋面构造合理化、防水材料标准化和保温层作法现代化等方面，从而使屋面工程质量有了较大幅度的提高，屋面渗漏率有了较大幅度的下降，我国屋面工程已进入一个崭新的发展阶段。     

滑移隔震结构滑移位移的数值研究

滑移位移是滑移隔震结构设计必需考虑的一个重要指标。本文通过动力时程分析 ,研究了不同地震烈度、不同摩擦系数、不同结构基本周期、不同场地类别以及复位向心机构对滑移位移的影响。结果表明 ,地震烈度越高 ,摩擦系数越小 ,滑移位移越大 ;场地卓越周期越长、结构的基本周期越长 ,滑移位移越大 ;而合适的复位弹簧刚度可以在不显著减小隔震效果的情况下有效地控制滑移位移。根据滑移位移的计算结果 ,提出了一些参数的选择范围和滑移隔震的应用范围 ,以供滑移隔震结构设计时参考应用。