大跨度点支式幕墙支承结构风振性能分析

广州新白云机场航站楼主楼点支式玻璃幕墙结构,长108m、高33m,采用钢桁架与预应力索桁架交叉的混合支承体系。本文针对该幕墙支承体系的三种结构方案,应用非线性有限元软件,对其风激动力性能进行分析,给出了方案合理性的评价。主要工作有:应用子空间迭代法分别对单榀索桁架和整体结构进行自振特性分析,得到相应的频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析方法分别对三种结构方案进行整体分析,得到结构在脉动风作用下的响应时程;对风振分析结果进行统计分析,得到可供设计参考的风振系数。计算结果表明:三种结构方案的风振动力性能差别较大;其中,方案一最差,在脉动风作用下发生了弯扭跳跃式失稳;方案三最好,表现出良好的动力稳定性和整体工作性能。     

整体张拉式钢索膜结构抗连续倒塌分析

以整体张拉式钢索膜结构为对象,考虑材料非线性与几何非线性,建立了相应的有限元分析模型。通过敏感性分析确定了钢结构系统与索系统的关键构件。采用考虑初始状态的等效瞬时加载法对该钢索膜结构体系进行结构抗连续倒塌能力分析。结果表明:对于索系统,两侧的背索是维持结构整体性能的关键构件;由于存在备用荷载路径,中间部位的索失效后,整体结构变形较小;钢结构系统中由于下部支承结构冗余度较高,无论单根桁架柱、斜撑柱或1对斜撑柱失效后结构响应均变化不大;桁架梁的跨中下弦杆与桅杆失效后会引发结构响应较大变化,可确定其为关键构件;中间榀桁架梁跨中下弦杆与下悬索的失效不会导致结构发生连续倒塌;两侧索结构由于缺乏备用荷载路径,背索与桅杆失效会导致结构局部破坏。     

浦江体育中心张弦罩棚结构分析与设计

介绍了浦江体育中心体育场预应力张弦罩棚(最大悬挑约30m)工程的基本概况、结构的平面布置、索桁架的结构形式以及整体经济性指标。对索桁架体系,分别进行了平面内的线性受力分析以及几何非线性分析,总结了多种荷载工况下的索桁架受力特性。对线性与非线性分析结果进行比对,发现此类结构为半刚性结构,应当采用几何非线性的分析方法。设计过程中确定了索桁架上下弦拉索初始张拉力的基本原则与技术要点;着重研究了支撑索桁架体系的外围混凝土柱的受力特点。单独推导了作为索桁架平面外支撑的环拱的等效轴压刚度的计算公式,以及确定环拱截面的设计方法。     

深圳证券交易所结构设计

深圳证券交易所塔楼采用钢梁-型钢混凝土柱组合框架+钢筋混凝土核心筒结构体系,东西两侧外框架在裙楼以下采用转换桁架结构。位于塔楼7~10层的悬臂裙楼最大悬挑距离37m,采用钢桁架结构支承。本项目为超高、超限结构,受地震作用及风荷载影响较大,设计时基于不同性能水准下的抗震性能目标,同时考虑风洞试验风荷载数据,对结构设计方案及整体性能进行了研究。弹性分析采用了两种不同的分析软件进行计算对比,同时对塔楼进行了非线性时程分析。分析结果表明,本工程整体结构性能满足相关规范要求,结构设计安全,构件设计主要由风荷载或重力荷载控制。罕遇地震下结构抗震性能满足"大震不倒"的性能目标。     

用桁架模型对斜拉桥桥面板断面进行面内非线性静态分析的简单方法

梁的主要要素是用显示相同轴向和弯曲刚度的平面桁架来模拟的。用增量荷载法对梁结构的平面桁架模型采用非线性静态分析的计算机程序已研发出来。几何非线性由于大位移影响大的轴力,对相关的变形桁架用平衡方程解决。拟用桁架模型和计算机程序显示简支梁的变形和反力,可以把它们应用到典型的中型斜拉桥桥面板断面的分析中。使用多索模型的时候,模型的每个索代表实际桥的一个索,理想模型可以精确地预测使用细长梁板断面的桥面。拟用桁架模型和计算机程序被证明是可靠的,可以用在斜拉桥的初步设计中。     

石家庄国际展览中心展厅结构设计

石家庄国际展览中心展厅采用纵向索通过受压竖杆支撑横向索的双向悬索结构体系,主承重方向为主索及受压竖杆,次承重方向为索桁架,双向均为平面柔性结构,两者相互垂直布置互为面外支撑。通过施工阶段模拟分析,考虑几何非线性建立施工完成态模型,再针对其进行静载、风、温度、地震等工况及组合工况下结构性能进行分析;对结构体系中关键受压构件,如自锚杆、A形柱等进行了稳定性分析;通过设置上下弦杆及屋面边桁架,提高了结构抗连续倒塌能力。     

钢桁架整体节点疲劳性能的数值模拟分析

应用数值方法模拟钢桁架整体节点疲劳性能。建立钢桁加劲梁整体节点三维模型,基于CAD-CAE协同仿真平台Workbench对其进行静力分析和疲劳分析,得到整体节点内部应力分布以及疲劳寿命。计算结果表明,经过200万次的循环加载后,结构疲劳性能满足设计要求。所采用的数值模拟方法,对钢桁梁桥整体节点疲劳性能的设计和研究具有参考意义。     

青少年户外培训基地综合体育馆屋盖优化设计

介绍了青少年户外培训基地综合体育馆的工程概况,阐述了跨度为105m的弦支穹顶结构体系优化设计及选定过程.将初设方案和施工图优化方案进行了对比分析研究,对比内容包括屈曲模态、几何非线性屈曲、双非线性屈曲等.除此之外进行了整体抗连续倒塌验算.研究成果表明将外侧网架与单层网壳弦支穹顶连接成整体,并通过悬挑桁架和环向桁架进行整体刚度加强后,结构整体稳定性得到较大提高,有效避免了单层网壳转折点受力集中,同时结构不会发生连续倒塌破坏,并节约了预应力索用量、支座数量以及整体用钢量,经济指标更为良好.     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

扬州跳水游泳馆钢屋盖双向索桁架设计

扬州跳水游泳馆下部为3层钢筋混凝土框架结构,上部为钢结构屋面,钢结构屋面东西向长135.5m,南北向长71.7m,为大跨度承重杂交空间结构体系,主要包含正交平面桁架,单层网壳,正交双向索桁架3种空间结构形式.本文重点介绍了该工程中正交双向索桁架的结构布置方案及受力特点,详细给出了双向索桁架的找形分析,各种组合工况下非线性荷载态分析的过程及计算结果,并对两种软件的计算结果进行了分析.文章最后介绍了本工程中采用的大型索结构施工模拟分析方法,详细给出了桁架及网壳安装完成并拆撑、双向索桁架从高空引线就位到膜材安装完成每个施工步骤中结构的内力和位移状态,得到一些有价值的结论,供类似的工程设计参考.     

点支式玻璃幕墙索桁架支承体系自振特性算例及分析

国内对点支式玻璃幕墙索桁架支承体系的自振性能研究较少。基此,利用ANSYS软件对索桁架的自振特性进行了探讨,并讨论了索桁架布置形式、拉索截面积、索桁架矢高、撑杆截面积、拉索预应力、索桁架跨度等因素对其自振频率的影响。得到了一些有实用意义的结论。这些结论对该种结构抗风、抗震设计及主次结构共振分析具有指导意义。     

某悬索桥的动力特性及地震响应分析

采用大型通用结构分析程序ANSYS，结合工程实例对某混凝土桁架悬索桥进行了动力特性分析，讨论了支座条件、垂跨比、主缆刚度、吊索刚度、加劲桁架刚度、桥面系质量等因素对结构动力特性的影响，并计算了结构的地震响应。     

大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析

为了研究大跨度张弦桁架结构的自振特性及其地震响应,首先应用有限元方法对结构的振型进行分析,然后通过时程分析法讨论张弦桁架结构在地震作用下的动力响应,主要研究了不同预应力、撑杆数、拉索横截面积及约束条件对其自振特性和地震响应的影响以及不同地震波对结构响应的影响。分析结果表明,张弦桁架结构的低阶振型以竖向振动为主,预应力、撑杆数、拉索横截面积对低阶振型影响很小,对结构的地震响应影响也很小;但约束条件对结构的低阶振型影响很大,对结构的地震响应影响也很大;结构的响应还与地震波有很大关系。     

弦支网架结构体系概念及特性研究

网架结构是较为常见的一种空间结构形式。在传统的预应力网架结构的基础上,引入张拉整体思想,形成建筑效果美观的弦支网架结构。按照网架结构的常用类别定义,给出弦支网架结构的分类形式。对比研究网架结构和弦支网架结构自身的基本特性,提出弦支抽空型网架结构的概念,并对其进行静动力性能分析。结合工程实例,介绍弦支抽空型网架结构的特点和应用情况。     

基于结构优化的张弦立体桁架经济性分析

在截面面积和索力值优化设计的基础上,建立以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出在考虑结构位移和杆件强度约束下计算钢管直径、厚度的最优造价优化法。最后分别对预应力张弦立体桁架和非预应力张弦立体桁架进行优化,通过算例分析得出预应力张弦立体桁架相对于非预应力张弦立体桁架在经济上的优越性。     

梅江会展中心张弦桁架抗连续倒塌分析

通过对天津梅江会展中心张弦桁架移除关键构件后的残余结构的承载力分析,得到张弦结构的支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆等关键构件的破坏对结构承载力影响最大;为了模拟杆件失效前静力荷载产生的初始变形对结构连续倒塌的影响,采用考虑初始变形的全动力等效荷载瞬时卸载法模拟杆件失效。对支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆失效进行连续倒塌动力分析,研究了纵向联系桁架对张弦结构抗连续倒塌的作用,得到平面张弦桁架通过纵向联系桁架组装成一整体,其整体性随着纵向联系构件抗弯刚度的增大而提高,共同作用效果明显。在此基础上,利用山墙的抗风柱,将边跨张弦桁架改变为多支点支承的普通桁架,设计时该抗风柱不仅承担水平风荷载,还承担竖向荷载,从而提高结构的抗连续倒塌能力。并根据该工程的特点提出集桁架支座、张拉端（锚固端）和桁架下弦管于一体的铸钢节点构造,不仅满足建筑要求,还使得该处节点承载力大大加强,可供相关工程参考。     

三峡水电站左岸厂房上部网架结构整体分析

三峡水利枢纽是跨世纪的宏伟工程,其左岸主厂房内设有两台１２００Ｔ大桥机及两台１２５Ｔ小桥机。屋盖结构采用正放四角锥网架。由于该网架结构支撑在下、下游墙体结构上,必须参与厂房结构的整体作用,且屋面荷载较大,因而与普通民用工程中的网架结构在受力上有较大区别。鉴于三峡工程的重要性,必须对其受力性能作整体分析,本文系统介绍了该网架初步设计与整体有限元分析的情况,并就网架结构在与上、下游墙体的不同连接方式下     

81m跨空间索桁架管道桥缆索工程施工

结合江苏东台热电厂81m跨的空间索桁架管道桥的缆索工程施工,介绍了承重索和稳定索的制索和安装、管道水平钢桁架安装、承重索和稳定索的张拉及控制等关键施工技术。     

钢桁架结构次应力问题的探讨

近年来钢桁架结构桥梁的建造逐渐增加,相比于其他类型桥梁,钢桁架结构具有跨度大、承载能力强、构造轻巧简洁的特点。但钢桁架结构桥梁设计中次应力的分析计算比较困难,特别是随着大跨度桥梁的建造,如何考虑次应力对桥梁结构设计的影响很重要。应用有限元软件,以广州新光大桥钢桁结构拱设计方案为例,探讨引起钢桁架结构中次应力的因素,同时根据次应力大小决定是否考虑其影响,并就减小钢桁架结构次应力给出了一些建议措施。