武汉天河国际机场T3航站楼钢屋盖结构设计

武汉天河国际机场T3航站楼属于特大型枢纽航空港,屋面为自由双曲面,总投影面积约23.7万m²,檐口悬挑最大39m,采用两向正交正放空间网格钢结构体系,屋面外围护系统采用直立锁边金属屋面系统,外墙围护系统为玻璃索网幕墙。介绍了T3航站楼屋盖结构分区、结构体系、结构计算设计、节点分析及试验研究等。针对本工程复杂的屋盖曲面建模,自主开发了建模软件,大幅提高了结构建模精度及效率;为了解决普通相贯节点强度不足的问题,采用了自主创新的带暗节点板的相贯节点和铸钢节点,并进行有限元分析和节点试验验证其安全性;创新设计的檩条连接节点,有效地减小了温度作用对钢屋盖的影响及屋面施工标高误差;钢结构健康监测系统的合理设计,确保了钢结构的施工质量和其在投入使用中的安全性及耐久性。     

浦东国际机场T2航站楼钢屋盖设计研究

建设中的浦东国际机场T2航站楼采用了Y形柱支承的多跨连续张弦梁这一新型的结构体系,为确保该结构的安全、合理、经济,采用模型风洞试验、数值风洞模拟和等效静力风荷载计算等方法确定屋面风荷载分布和大小,进行了考虑材料非线性和几何非线性的弹塑性整体稳定性分析及动力弹塑性时程分析,以研究钢屋盖的整体受力性能。对一些创造性应用的节点,同时进行了足尺试验和有限元分析。研究结果表明,这一新型结构体系在本工程中的运用是合适和成功的。     

湛江新机场航站楼屋盖结构分区等效静风荷载研究

对湛江新机场航站楼屋盖结构的屋面风荷载特性和时域法风振响应特性进行研究,分别采用分区风振系数法、分区多目标法和分区约束多目标法计算屋盖结构的等效静风荷载。结果表明：屋盖表面平均风压主要表现为负压,在垂直于风向角的屋盖迎风前缘负压最大,距离迎风前缘越远风压逐渐减小,脉动风压变化规律与平均风压基本相同。屋盖结构最大风振响应处主要位于屋面悬挑区域,结构设计时需重点关注该区域的响应。分区风振系数法等效风压分布合理,但等效响应整体误差大。以少量分区脉动风压为荷载基本向量的分区多目标法等效响应整体精度高;考虑约束方程的分区约束多目标法等效响应整体精度有所下降,但分区风压变化均匀连续,等效风压分布合理,便于工程应用。     

深圳机场T3航站楼风压特性研究

为了给结构(含围护结构)设计提供设计依据,介绍了超大跨度屋盖结构———深圳机场T3航站楼的模型风洞试验和数值模拟的主要结果。给出了屋面在典型工况下的分块体型系数(对应法向风压)和切向风荷载体型系数等值线,清楚地显示了屋面的风压分布特征,结果表明切向风荷载相对法向风荷载较小。同时考虑到作用在围护结构上脉动风压的相关性对极值风压的折减,分析了围护结构设计风荷载的折减因子。     

FAE方法在屋盖结构雪荷载研究中的应用

雪荷载设计是大跨屋盖结构设计中的重要环节,目前国内工程实践中的设计雪荷载通常是采用规范条文,个别重要的工程还会结合CFD数值模拟的结果。由于试验设备和条件的限制,较少采用实验对其进行验证。有限面元法结合了常规风洞试验模拟和计算机仿真技术,是一种研究大跨度屋盖结构雪荷载分布的有效方法。本文对其进行概述和分析,并以高低屋盖结构为例,采用有限面元法研究了风速和风向角对屋面积雪分布系数的影响。结果表明:与我国现行《建筑结构荷载规范》比较,二者整体分布规律基本一致,但在具体分布数值上略有差异;风速、风向亦对高低屋盖的积雪分布系数具有重要影响,就本文研究的高低屋盖结构而言,积雪分布系数随风速增大而增大,在270~337.5°风向角范围内屋盖的雪荷载分布较为不利,但在规范中并不考虑这种斜风向不利分布工况。     

苏中江都机场航站楼钢屋盖结构设计

苏中江都机场航站楼钢屋盖为波浪式双曲屋面,屋盖结构结合建筑造型要求,采用了多榀钢屋架+单层四边形斜交网格的结构体系。针对钢屋架、斜交网格等不同方案以及抗侧力构件的分析、比较,确定了合理的结构方案。钢屋盖的动力特性和静力分析表明结构具有可靠的受力性能。选用屋盖构件截面、连接节点时充分考虑了外露结构的美观要求,结构较好地体现了建筑形态和设计理念。     

超强台风地区屋面系统设计与选型分析

介绍深圳国际会展中心及金属屋面设计概况,会展中心位于沿海受台风严重地区,通过屋面风洞荷载试验选择屋面板型,对板型抗风揭性、防渗漏性、镀铝锌钢板系统与装饰板系统相容性、防腐性进行设计与性能分析,防止沿海地区建筑金属屋面因台风发生屋盖掀揭、屋盖渗漏等事故,提高建筑物耐久性,保证金属屋面系统设计合理、施工可靠。     

支承于柔性索网上刚性金属屋面施工工艺研究

苏州工业园区体育中心游泳馆屋盖首创采用刚性金属屋面与柔性正交索网结构相结合的结构形式,约9 000m2的金属屋面坐落在索网基层上。由于正交索网为柔性张力结构,屋面系统荷载施加后会导致屋面安装不紧密,而造成后期屋面漏水的情况。为了解决这一难题,通过方案对比,创新性采用预配重的施工方法,模拟屋面系统荷载,在预加载的工况下施工刚性屋面,并在节点处采用滑动机制使刚性屋面具备适应大变形的能力。     

南宁吴圩国际机场新航站楼中央大厅屋盖多类型钢结构施工技术

针对南宁吴圩国际机场新航站楼中央大厅屋盖的特点,不同钢结构部位灵活采用不同的支撑及吊装方法。根据设计图纸对屋盖结构进行深化设计,采用SAP2000和Tekla软件进行受力分析和模拟吊装。以网架节点为中心,加工上下弦杆,并以结构对称、受力均匀、合龙区后施工为原则,对桁架体系进行分区、分段,合理安排施工顺序。根据屋面交叉桁架的组成及吊装工况,选择合理的吊装方法、吊装设备和支撑体系,完成交叉桁架钢结构的吊装施工。     

数值风洞在大跨屋盖结构风荷载确定中的应用

运用计算流体力学数值模拟技术对大跨屋盖结构表面风荷载进行了研究。对平屋面和曲面屋面表面风压分布进行了数值模拟。在此基础上,对大庆石油学院体育馆屋盖表面进行了风洞试验和数值模拟的对比研究,并对大射电望远镜FAST反射面的风压分布及其周围流场进行了数值模拟,为该工程的结构抗风设计提供了参考。