北京城市副中心绿心剧院钢结构屋盖设计北大核心CSCD

北京城市副中心绿心剧院项目由歌剧院、戏剧院及音乐厅三个单体建筑组成。空间钢结构屋盖竖向构件通过外围设置柱距为16.8 m的钢柱,内部利用主体墙体设置V形撑支撑屋盖;水平构件采用斜交单层网壳以适应曲面建筑造型。通过对屋面精确找形获取正确结构分析模型,以及对杆件放样采取适当措施,以保证施工顺利进行并且达到建筑预期效果。基于钢结构屋盖特殊曲面形态并考虑基本计算假定,结合风洞试验进行可靠性校核,对各弹性工况下斜交单层网壳进行承载力以及变形分析。在弹性设计的基础上,进一步采用Riks弧长法并考虑几何和材料非线性以及初始几何缺陷分布模态对斜交单层网壳稳定性的影响。计算结果表明:斜交单层网壳在各弹性工况下承载力、变形的验算结果均满足规范要求。基于Riks弧长法考虑材料和几何非线性的弹塑性极限承载力较高、结构整体稳定性较好。     

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。     

江门站复杂支承屋盖结构稳定及抗连续性倒塌分析

江门站站房是由上部空间钢结构和下部钢筋混凝土结构组成的混合结构体系.空间钢结构包含顶部大悬挑钢网架屋盖和钢筒壳支承屋盖结构,钢筒壳支承屋盖结构空间尺寸大,杆件受力复杂,结构冗余约束度不高.为了得到整体空间钢结构的稳定性能水平和抗连续倒塌能力,对整体空间钢结构进行了屈曲特征值分析、非线性屈曲分析及抗连续性倒塌分析.结果 ...     

某单层组合网壳的力学性能分析及设计

某钢屋盖采用单层组合网壳体系,最大跨度为51m,局部悬挑跨度达8m,该组合形式综合了单层网壳与轻钢结构的优点,使两者组合形成协同工作状态,令悬挑端受力及变形得到改善。本文通过对该组合网壳结构模型进行线性静力分析、几何非线性整体稳定性分析,给出了其受力特点,最后对杆件截面选取方式提出建议,使结构用钢量少、受力合理,同时减少杆件种类、便于施工,为优化设计和施工提供了有益的参考。     

湖州奥体体育场钢屋盖施工关键技术研究

湖州奥体体育场屋盖钢结构采用叠合双层开口网壳结构形式。由于建筑造型新颖别致,施工难度大,质量要求高,为了保证施工的质量和精度,对体育场钢结构施工过程中的关键技术进行了研究,主要包括叠合区4层超厚网壳安装技术、圆管柱支撑与格构柱支撑架混合组合应用技术、大悬挑复杂空间叠合双层网壳屋盖预起拱技术、局部叠合异形双层网壳结构合拢缝选择、分区分级分步阶梯砂箱卸载技术等关键技术。     

长沙Live中庭屋盖大跨空间自由曲面网壳结构设计

长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。     

某会展中心屋盖钢结构受力性态分析

某会展中心屋盖与立面幕墙形成一体,呈单轴对称椭球形,屋顶椭圆中心与底部平面椭圆沿长轴偏置。屋盖跨度约为95 m×70 m,采用设有径向主桁架、内外环桁架以及屋面支撑系统的双层钢网壳结构。幕墙部分采用带平面内支撑的主次梁钢结构。主要介绍了屋盖结构体系的选型与布置、设计依据与荷载选取以及结构分析结果,重点对结构的受力性态、关键构件计算长度等问题进行了详细的解析。最后采用ABAQUS软件进行了结构整体稳定性分析。     

某项目工程大跨度钢结构屋顶稳定性分析

稳定性一直是钢结构设计的关键问题之一。案例工程是体型复杂的空间钢结构屋盖,首先介绍其屋盖的结构模型;其次,总结了该模型计算控制要点,并进行了不同软件计算结果对比,随后,整体分析了该钢屋盖结构的大位移几何非线性。分析结果表明:该钢屋盖在不考虑檩条对桁架有利约束作用的情况下,其屋面结构的稳定性能得到保障。     

大连极地海洋动物馆屋盖的结构选型及锯齿状锥面网壳的静、动力特性分析

介绍了大连极地海洋动物馆屋盖结构体系及结构选型依据。其屋盖结构根据建筑造型及功能要求选用了双层网架、单层筒壳、单层球面网壳及锯齿状锥面网壳等4种空间结构体系。重点介绍了锯齿状锥面网壳结构构成;并采用大型通用有限元软件ANSYS对锯齿状锥面网壳部分进行了静力分析及几何非线性稳定分析,得到了此类结构的应力分布、位移分布等静力特性及稳定性能;对结构进行了模态分析,获得了其自振频率、振型等自振特性,为后续对结构进行动力分析提供了基础。结果表明,该结构设计符合规范要求,稳定性良好,适于建筑造型呈锯齿状,屋面恒荷载较小的建筑物屋面。可为今后该类结构的设计提供一定理论依据。     

某粮库筒仓穹顶非线性分析与施工方法

结合某粮库筒仓老化改造工程,本文提出了一种新型筒仓,该体系由支撑柱、筒仓体和网壳屋盖构成.鉴于筒仓网壳屋盖与常规屋盖受力不同,易发生失稳破坏,本文对直径20m的网壳开展了线性与非线性分析,结果表明线性屈曲分析得到的屈曲荷载大于非线性屈曲分析的屈曲荷载,对于结构来说,进行非线性分析更偏于安全.通过对比验证了网壳设计的合理性和稳定性,最后给出该体系具体的施工措施,可为同类工程设计和施工提供参考和借鉴.     

大连国际会议中心钢屋面稳定性分析

大连国际会议中心是一个大跨空间钢结构,其结构形式复杂,规模大,屋盖结构总的平面投影覆盖面积为25 097.2m2,最大跨度为94.572m。对该屋面结构进行了深入分析,得出了其在特征值屈曲、几何非线性屈曲、弹塑性几何非线性屈曲下的稳定承载力,并对不同分析条件下的稳定承载力进行了比较、分析。     

无锡会展中心钢结构屋盖稳定分析

本文对无锡会展中心大跨度钢结构屋盖进行稳定性分析,分析内容包括单榀空腹桁架的线性屈曲分析、带初始缺陷的几何非线性屈曲分析和几何非线性弹塑性屈曲分析.分析结果表明:几何非线性和初始缺陷对空腹桁架的稳定性影响比较小,而材料非线性对稳定性的影响比较明显.依据分析结果,本工程采取相应的技术措施.对采取技术措施后的结构进行稳定分...     

大跨度钢桁架拱屋盖结构的稳定性分析

基于稳定性理论,以某钢管桁架拱屋盖结构体系为研究对象,利用ANSYS有限元软件,分别进行线弹性屈曲、几何非线性稳定及弹塑性双重非线性稳定分析,得出荷载一位移全过程曲线,并对其结果进行比较.结果表明,材料非线性对结构的稳定性影响较为显著,同时考虑几何非线性和材料非线性能更为准确地了解结构的稳定性能.     

上海南站钢屋盖Y形主梁极限承载力分析

上海南站是国内外第一座大型圆形火车站建筑,该建筑屋盖为预应力索梁结构体系,大跨度钢梁特殊的平面呈Y形,截面为橄榄形薄壁闭口截面,使结构设计有较大难度。介绍了结构局部模型边界条件的确定方法,运用大型有限元分析软件MSC.MARC详细分析了该梁的极限承载力,为该结构设计提供了可靠的计算依据,为此类结构的分析提供有价值的参考资料。计算结果表明,只有综合考虑结构的几何和材料非线性才能准确评估出结构的极限承载力。     

双曲双扭矩形钢管网壳结构设计研究

采用ANSYS通用有限元软件对临夏民族大剧院双曲双扭矩形钢管屋盖结构进行了地震非线性时程分析和风荷载作用分析;根据分析结果初步确定结构的关键构件,并考虑几何非线性和材料非线性,对网壳关键节点受力性能进行分析;建立与关键构件规格相同的通直矩形钢管,研究2种节点的塑性发展和屈曲形态。结果表明:双曲双扭矩形钢管单层网壳结构不但具有传统球面网壳结构良好的抗震性能和抗风性能,并且能够满足多样的建筑风格;通过对比双曲双扭矩形钢管节点和通直矩形钢管节点的承载力性能和屈曲形态,能够了解结构双曲双扭矩形钢管节点的特点,为后续施工提供指导,对实际工程具有重要意义。     

钢管桁架屋盖结构的极限承载力分析

对某体育馆的钢管桁架屋盖结构进行极限承载力分析,取用两种不同的模型,同时考虑几何非线性及材料非线性,采用逐步加载的方法,得到了荷载一位移全过程曲线。分析结果表明,该屋盖结构具有一定的安全储备,对结构的局部进行优化设计,既能满足承载力要求,又能取得较好的经济效益。     

上海铁路南站钢屋盖整体稳定与抗震研究

上海铁路南站是上海新建的重要交通枢纽,是第一座采用开敞式候车空间、采用圆形平面布置的火车站。环向布置的内、外两圈柱子支撑起总跨度275m的大空间,并保证了中心150m直径的候车区形成开阔的无柱空间。整个钢屋盖结构复杂,在设计中攻克了多道难关,针对其中钢屋盖整体稳定研究及三水准设防的抗震研究进行介绍。钢屋盖整体稳定包括两个层次:屋盖体系的几何非线性分析与单根主梁的双非线性分析。抗震研究除进行多遇地震下的谱分析及时程分析外,还进行了中震及罕遇地震下的时程分析。通过对不同地震作用提出不同设计要求的方法来实现三水准设防的抗震思想。     

浦东机场航站楼Y型柱对屋盖整体稳定影响分析

上海浦东机场二期工程航站楼屋盖为一大跨空间钢结构,整个屋盖结构支承于周边布置的二次分岔箱形变截面Y型钢柱上,该Y型钢柱的受力及变形均非常复杂,本身设计难度很大,同时又是支承整个屋盖结构的关键.本文根据设计要求,建立包括屋盖结构和所有Y型钢柱的整体计算模型,应用有限元软件ANSYS,分析研究屋盖支承Y型钢柱对屋盖结构整体稳定性的影响.分别计算了三种荷载组合下结构的线性、几何非线性、几何材料双非线性整体稳定性.数值计算结果表明,Y型柱相对整个屋盖结构而言具有相对更好的刚度,Y型柱不会先于屋盖结构出现失稳现象;结构的整体稳定性对于初始缺陷较为敏感;构件材料的塑性变形对结构的整体稳定性影响较大.     

一种新型薄壁钢结构——无波纹拱壳屋顶

通过对波纹拱壳屋顶结构存在问题的讨论 ,介绍了一种新型薄壁拱壳结构 ,即无波纹拱壳屋顶。并分析了适合于这种结构的几何非线性有限元理论。最后 ,通过算例对无波纹拱壳结构的极限承载力与波纹拱壳结构进行了比较 ,表明无波纹拱壳结构的极限承载力可大大提高     

青岛大剧院钢屋盖结构的稳定性和抗震性能分析

青岛大剧院屋盖钢结构采用非等高双向正交桁架体系,跨度85 m,最大悬挑长度达16 m.采用有限元非线性分析理论对该大跨空间钢桁架屋盖结构的整体稳定性进行了全过程跟踪分析,分别讨论了该大跨结构在有无初始安装偏差影响下的稳定性态;并对钢桁架屋盖结构进行了动力分析,研究了结构的自振特性,采用振型分解反应谱法对结构进行了抗震分析,给出了结构地震内力系数的分布规律,为结构设计提供了详细可靠的数据,为此类大空间结构提供了有价值的参考资料.