郴州体育场罩棚结构设计

郴州市体育场屋盖采用大跨悬挑钢桁架结构。针对其跨度大、形状不规则的特点,详细阐述了结构的体系布置情况,并利用有限元软件对屋盖结构体系进行了受力、变形、模态和整体屈曲分析;介绍了支座类型的选择和减小支座水平推力的措施;对固定铰支座和弹性支承屋盖结构进行了静力和地震作用分析,探讨了上下部结构协同工作对屋盖抗震性能的影响。分析结果表明,该屋盖结构体系合理,整体性强,抗震性能良好。     

绵竹体育中心体育馆屋盖结构设计

绵竹体育中心体育馆屋盖是一支撑在下部混凝土框架结构上的大跨度空间管桁架结构,并在下弦管内张拉预应力索。利用SAP 2000对屋盖结构进行承载力计算、动力特性分析、线性屈曲分析、非线性极限承载力分析,对关键节点进行有限元分析,并与不采用预应力的模型进行横向对比。分析表明:采用下弦管内张拉预应力的管桁架能很好地解决水平推力及竖向挠度较大的问题,同时满足结构设计及建筑外观要求。     

钢管桁架屋盖结构静动力性能的有限元分析

武汉市某体育馆上部采用圆钢管拱桁架屋盖结构,由两榀方钢管立体桁架支承.通过考虑10种不同的荷载工况组合,得出拱桁架上、下弦杆的轴力随跨度的变化情况.为探讨边界条件对拱桁架结构极限承载力的影响,选取四种不同的模型进行弹塑性双重非线性分析,并得到荷载-位移全过程曲线.拱桁架与立体桁架之间的连接分别按铰接和刚接处理,分析比较了屋盖整体结构的自振频率及振型,并借助ANSYS,采用振型分解反应谱法研究其抗震性能.结果表明,支承刚度对拱桁架的极限承载力影响显著,屋盖整体结构在水平地震作用下的反应不明显.该屋盖的承载力及变形均能满足要求,且具有一定的安全储备.     

沭阳体育场看台顶棚结构设计

沭阳体育场建筑造型优美,下部主体为钢筋混凝土结构,看台顶棚屋盖为钢结构,顶棚屋盖采用空间桁架结构体系,主桁架最大悬挑21.88m。针对其悬挑大、形状不规则的特点,文章详细阐述其结构布置,并利用有限元软件对屋盖结构进行受力、变形、模态和屈曲分析,探讨上下部结构协同工作对屋盖抗震性能的影响。     

襄阳东津站屋盖稳定分析

襄阳东津站站房为线上式高架站房,屋盖结构跨度大、局部有起伏曲面。为此,以屈曲模态作为初始缺陷和以重力荷载代表值下的位移分布作为初始缺陷进行全过程弹塑性稳定分析。结果表明,屋盖结构具有较高的极限承载力,且屋盖结构极限承载力对初始缺陷不敏感。     

深圳盐田区综合体育馆主馆钢屋盖结构设计

盐田区综合体育馆主馆钢屋盖平面直径D=68m,采用肋环型＋单层曲板网壳结构体系,节点为圆钢管相贯,支承在沿圆周均匀布置的12个RC圆柱上。屋盖径向波谷采用桁架结构,截面高度从支座处的2m渐变至圆心处1m;波峰采用单杆,由斜杆支撑在波谷桁架上,形成类折壳结构。设计中采用3D3S8.0及SAP2000软件分别进行结构静力和非线性屈曲分析,并在风洞试验的基础上对结构进行了校核,该结构设计可供类似工程参考。     

曲靖体育场钢屋盖整体稳定性能分析

曲靖体育场钢屋盖采用斜交空间管桁架结构,屋面最大悬挑长度达到46m,结构整体稳定成为值得关注的关键问题。应用ABAQUS有限元软件进行了线弹性屈曲分析,以此确定了初始几何缺陷的分布模式,进而分析了结构的整体稳定性能,并研究了节点刚度和重要杆件对结构整体稳定性能的影响。研究结果表明:钢屋盖属于缺陷不敏感结构;在最不利组合工况下,考虑几何、材料双重非线性时,结构整体稳定系数约为3.0,满足规范要求;节点刚度对结构整体稳定性能影响较小;部分重要杆件失效后,结构仍具有较强的承载力。     

天津海河教育园区体育中心体育场大悬挑钢屋盖结构设计

天津海河教育园区体育中心体育场为2.9万座的中型体育场。体育场周圈覆盖屋盖罩篷。屋盖采用钢管桁架结构,每榀主桁架均为内挑桁架,单榀最大挑跨40m,根据下部柱网布置,主桁架采用不同支座形式。对本工程屋盖的结构布置进行了全面介绍,采用SAP2000软件对屋盖结构进行了整体分析,并对单榀桁架进行了补充计算分析,采用ANSYS软件对支座节点及典型节点进行了有限元分析,计算结果均满足相关规范的要求。     

东莞大剧院裙房钢屋盖结构设计

东莞大剧院裙房钢屋盖采用空间桁架结构体系,主桁架呈放射状布置并逐级上升,与屋面建筑造型相吻合.结合具体的结构设计,详细介绍了钢屋盖的结构体系;分析了结构的静力性能、动力特性以及温度对结构的影响.对格构柱进行了几何非线性分析,分析中考虑了初始缺陷的影响,计算结果表明格构柱的极限承载力由整体稳定性控制.最后,介绍了结构重要部位的节点设计.通过分析得出的结论可供类似工程参考.     

青浦题学平和学校综合馆结构设计

青浦题学平和学校综合馆由游泳馆和篮球馆组成,下部两层采用钢框架结构,上部屋盖采用格构柱-空间管桁架屋盖体系。对屋盖抗侧力体系及截面选取、格构柱与下部结构连接方式等关键技术进行研究。采用SAP2000软件分别建立屋盖单体模型和结构整体模型,并对两种模型在水平和竖向荷载作用下屋盖的内力和变形进行分析比较;同时针对本项目的受力特点,对屋盖整体稳定及关键节点应力等进行多方面的分析。分析结果表明：关键构件应力比不应大于0.85,屋盖其他构件应力比不大于0.90,屋盖在竖向荷载下挠度及风荷载、地震作用下的位移均满足规范要求,屋盖结构体系安全可行,节点连接可靠,现行的设计能够满足设计目标。     

新建沈阳南站中央站房屋盖整体稳定性分析

沈阳南站中央站房屋盖为大跨度空间结构,采用纵、横向交叉平面管桁架体系。纵、横向交叉平面管桁架体系为一种新型的大跨度空间结构体系,采用ANSYS软件对该中央站房屋盖结构进行了特征值屈曲分析以及同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析,此外还考虑了缺陷对结构整体稳定性的影响。计算分析了屋盖结构弹性以及弹塑性屈曲性能,对此种结构体系的整体稳定性做出评价。     

石家庄国际会展中心双向悬索结构整体稳定性分析

石家庄国际会展中心项目建筑造型新颖别致,富有艺术表现力,结构体系复杂,采用了双向悬索结构体系,其中纵向主承重采用自锚式悬索结构,横向次承重采用双层索桁架结构,传力方式特殊,为增大屋盖平面内刚度,还设有水平交叉支撑。以石家庄国际会展中心C厅结构为研究对象,进行了线性屈曲和非线性屈曲分析。研究了初始缺陷分布模式、荷载分布形式以及初始缺陷值的大小对结构整体稳定的影响。研究表明：初始缺陷的分布模式对石家庄国际会展中心结构的整体承载力影响不大;荷载分布形式对结构的整体承载力有较大的影响;初始缺陷值在结构跨度的1/300以内时,结构整体承载力损失不大,但当其增大至1/100结构跨度时,结构的整体承载力显著下降;该结构具有良好的整体稳定性,线性屈曲及双重非线性荷载因子均满足规范要求。     

环肋型悬挑桁架在某体育场钢结构罩棚中的应用

某体育场结合建筑屋盖的连续造型,采用"环肋型悬挑桁架+外圈立体桁架约束环+端部钢拉杆+局部柱间V形支撑"的结构体系。该结构体系充分利用屋盖曲面的整体面内刚度,并在外圈设置一道立体桁架的约束环,以形成良好的整体刚度。其中,屋盖曲面的面内刚度由其各榀悬挑桁架上弦连续的交叉斜撑提供。屋盖钢结构体系仅通过铰接钢柱脚支承在2层混凝土楼盖上,与下部混凝土结构为相对独立受力体系,避免两者之间的不利影响。重点介绍这种结构体系的静力性能、非线性极限荷载分析及抗连续倒塌性能分析设计。     

中南大学新校区体育馆钢屋盖设计与滑移施工分析

中南大学新校区体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖的最大跨度为92.1m,采用空间钢管桁架结构,具有较好的整体稳定性。屋盖桁架跨度大,温度作用明显,为减小温度变化对结构造成的不利影响,钢结构屋盖与混凝土框架柱之间通过钢管转动柱及固定铰支座组成节点连接,该连接方式使得桁架在因温度变化而产生水平向伸长或缩短时,钢管转动柱通过一定角度的倾斜,以适应屋盖桁架的伸缩变形,从而实现屋盖桁架温度应力的释放,提高了整体结构的承载能力。考虑结构特点及场地条件,采用累积滑移施工。对施工过程进行模拟分析并将桁架应力及挠度的监测值与计算值进行对比,结果表明滑移施工过程安全可靠。     

晋江少体校体育馆屋盖钢结构设计

晋江少体校体育馆项目,采用混凝土框架+钢结构屋盖结构形式。配合建筑造型及排水要求,钢屋盖设计为南北高、东西低的马鞍面,采用双向平面桁架结构体系,四边及四角将桁架上弦杆延伸外挑形成局部单层网壳。对屋盖钢结构进行了单体模型、整体模型的计算分析,对关键节点构造进行了设计并采用规范公式和有限元方法进行验算,结果表明,体育馆屋盖钢结构在承载力及正常使用极限状态下均满足规范要求,并且具有良好的节点传力性能。     

大跨度放射伞状空间桁架的分块安装监理

太原南站设计主旨为"唐风晋韵",放射伞状屋盖结构造型体现了唐朝之风。太原南站站房工程共由48个独立伞状钢结构单元体构成,每个钢结构单元体由一个钢柱、4榀主桁架和若干次桁架构成。常规安装做法为先安装钢柱,后依次安装主、次桁架及嵌补杆件,吊次繁多,监理旁站工作量大,大型吊车的性能无法得到体现,效率低。采用大跨度放射伞状空间桁架的分块安装技术,将单元体拆分为若干个分块,各个分块在地面拼装完成,吊装时按钢柱,柱顶分块、主桁架分块、次桁架分块、嵌补杆件的顺序进行吊装完成。吊次和高空操作大大减少,提高了效率和安装质量,对于吊装前监理质量检查验收比较容易。     

某体育场钢结构屋盖稳定及静力弹塑性性能分析

某体育场屋盖采用主次梁桁架形式,其平面投影是内侧为椭圆、外侧为正圆的开口环状.屋盖内环采用拉索悬挂,外环支撑于看台立柱上.主要分析屋盖自身的稳定性及竖向力作用下的静力弹塑性性能,判断各主要杆件的屈曲顺序及罕遇地震作用下塑性铰分布发展状态.分析结果表明,早期屈曲失稳及早期塑性铰分布均发生在屋盖内外环向次要构件上,这种主次桁架形式的屋盖不同于网架或网壳体系的屋盖,其自身的整体稳定性及抗震性能较好.     

钢桁架屋盖结构抗火设计实用方法

钢桁架结构作为大空间建筑屋盖结构常用的形式之一,其火灾下的承载能力对于保证大空间建筑屋盖结构在规定耐火极限内的安全性至关重要。采用有限元数值分析方法和结构力学理论分析,对桁架屋盖在多参数影响下的抗火性能进行了研究,发现平面外支座约束条件、火源位置及结构荷载比是影响钢桁架结构抗火承载力的关键因素;桁架屋盖体系中的支撑构件在火灾下失效会使桁架平面外支座约束方式产生变化,从而影响上弦杆件平面外抗火承载力;基于整体结构受火性能,提出了钢桁架屋盖抗火设计实用方法,该方法有助于明确临界温度法或承载力法中相关参量的取值,为基于计算评价桁架屋盖结构在大空间建筑火灾下的抗火性能提供科学的依据。     

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆结构分析及设计

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆屋盖造型为两个有高差的半边椭圆球,是国内外场馆建筑中较早采用带高差两个半边椭圆球屋盖的场馆;场馆采用椭球形凯威特K6单层网壳结构+立体拱架+竖向平面交叉桁架组合的杂交结构体系,下部为钢筋混凝土框架-剪力墙结构.主要介绍了钢屋盖的结构选型及结构布置.采用多模型的计算分析方法,对结构进行设计分析并验算钢屋盖的稳定性;对复杂相贯节点的受力性能进行计算分析,并对比分析半边椭圆球单层网壳结构与完整椭圆球单层网壳结构的受力性能差异,另外介绍了该项目风洞试验、风荷载取值方法.分析结果表明,带高差两个半边椭圆球屋盖结构布置合理,其受力特性与完整圆的网壳结构受力性能存在较大差异.     

大跨度空间屋盖管桁架钢结构分析

本文以某体育会展中心为例,介绍大型空间结构屋盖管桁架钢结构设计的关键技术,包括钢结构整体计算、结构稳定性计算(包括线性屈曲分析和非线性屈曲分析)、弹性时程分析、铰接支座的受力分析和铸钢空心球节点承载力验算的计算分析结果.由于上部钢结构和下部混凝土结构材料特性的差异,对上部钢结构和下部混凝土整体模型进行了分析计算.