大跨度钢桁架支座抗连续倒塌设计研究

大跨度、长悬臂空间结构多采用钢桁架受力体系,此类结构抗连续倒塌研究多集中于判断关键杆件及杆件或体系优化,而实际工程中结构支座的抗连续倒塌问题不容忽视。为实际项目应用提供参考,采用3个工程实例进行论述分析,从体系受力、支座节点设计方面探讨桁架结构支座抗连续倒塌设计,以支座构造优化大幅提高结构安全度。     

某游泳馆及全民健身馆钢屋盖结构设计

某游泳馆及全民健身馆以“海纹绕贝”为立意,屋面和外立面均为异形曲面,其中游泳馆上方采用金属不上人屋面,全民健身馆上方采用混凝土上人绿化屋面,二者之前存在较大的高差。针对上述特点,对屋面钢结构的结构布置、支座及节点做法、结构变形分析、动力特性分析、张弦梁索力分析、稳定性分析、张弦梁施工模拟分析、抗连续倒塌分析以及节点有限元分析进行了介绍。结果表明,该钢屋盖布置合理、结构安全可靠,能满足建筑外观及功能的需求。     

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.     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

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。     

重载屋盖下大跨度连续预应力钢桁架设计研究

以某大跨度、重荷载屋盖工业厂房为例,提出大跨度连续预应力钢桁架的结构体系,根据厂房屋盖轻钢别墅永久荷载布置特点,分别对单榀连续钢桁架无预应力、下弦杆全长施加预应力、局部施加预应力3种状态及不同预应力度下的局部预应力钢桁架进行杆件内力对比分析,结果表明局部预应力技术能有效降低杆件内力峰值,使结构的内力分布更加合理.对相同...     

基于大跨度双坡重屋盖桁架结构优化设计

文章根据工程实例,以钢-混凝土组合结构中的大跨度双坡重屋盖作为研究对象,利用结构设计软件3D3S和YJK,分别采用局部建模和整体建模计算相结合的方式进行结构分析和优化设计。针对较大竖向荷载,从安全、经济及美观多个方面对结构方案进行比选。结果表明,采用空间倒三角管桁架结构较为经济合理,由于水平推力较大,采用弹性支座设计,并对支座问题进行了归纳总结,为以后钢-混凝土组合结构中的大跨度双坡重屋盖设计提供参考。     

大跨度钢桁架-压型钢板混凝土组合楼盖施工技术研究

基于钢桁架-压型钢板安装定位精度难以控制,施工效率低等问题,研发一种新型的大跨度钢桁架-压型钢板混凝土组合楼盖施工技术。论文结合工程实例,阐述大跨度钢桁架-压型钢板混凝土组合楼盖的技术原理,详细介绍该施工技术的工艺流程与操作要点,并对其关键技术的改进与优化进行研究。     

大跨度钢-混凝土组合桁架铁路桥端节点模型试验研究

钢-混凝土组合桁架梁上弦端节点受力复杂,有必要通过模型试验对其钢-混上弦节点的应力应变状态及工作性能进行研究,探索组合桁架上弦节点合理构造和承载力。介绍节点模型的设计、加载过程和测点布置等;重点通过对试验结果分析和有限元计算的比较,得出弦杆应变和节点板应力的分布规律,通过绘制弦杆荷载-水平位移曲线,对节点的非线性受力行为进行研究,得出节点整体的受力性能。研究表明:钢-混凝土组合桁架节点受力合理,节点承载力安全储备较高,满足铁路桥梁设计要求,PBL连接件抗剪能力良好;节点板是受力的关键部位,加设节点板加劲肋可以有效提高节点屈服后强度,但对极限荷载的提高作用不大。     

高大中庭组合桁架钢屋盖的预留洞分段安装技术

大跨度钢桁架屋盖安装具有跨度大、高度大、成本高等特点,以蚌埠三馆工程为例,采用预留吊装洞口的方法,在地下室设置顶板预留洞口及外墙留置通道,减少了吊幅和吊车吨位,节约了成本;通过钢桁架分段吊装,减少了单构件吊装质量,安全可靠、施工简便;另外,运用BIM技术对钢屋盖进行建模分析、三维数控加工、预拼装和模拟吊装,亦保证了吊装精度。     

大跨钢-混凝土空间组合结构的研究与应用

近年来,钢-混凝土组合结构在大跨空间结构中得到了越来越多的应用,本文简要介绍了在传统结构基础上发展起来的几种新型大跨空间组合结构,包括单向、双向组合梁板结构以及组合转换结构,并对其研究情况进行了综述.通过四个大跨空间结构的工程实例,论述了组合结构在大跨空间结构中应用的优势.钢-混凝土组合结构由于其结构高度小、自重轻、承载力高、刚度大、施工快速方便、受力性能优越等特点,在大跨空间结构中具有广阔的应用前景.     

池火灾下钢交错桁架体系力学性能的试验研究

对池火灾下未采取防护措施的6层钢交错桁架体系(SSTS)的1/8缩尺模型的力学性能和失效模式进行了试验研究,获得了典型构件的温度分布、位移和应变的数据。结果显示:随着温度的升高,火灾下空腹桁架中垂直的腹板首先出现局部屈曲,这导致内力的初平衡被破坏。之后,火灾下桁架中的弦杆与对角腹板的几个节点断裂。观察火灾下桁架发生的灾难性破坏可以推断,火灾下桁架的破坏可能导致由此桁架支撑的两个楼层发生倒塌,进而引起整个结构倒塌的巨大灾害。     

杭州南站主站房大跨度钢桁架屋盖滑移技术研究

杭州南站主站房为方管桁架结构,整个结构上跨8条铁路营业线,根据屋盖钢桁架规模及有限的施工场地条件,屋盖钢桁架安装采用"结构分单元滑移"技术。将屋盖钢桁架划分为9个滑移单元,每个滑移单元在拼装平台分段拼装后依次进行滑移施工,成功地解决了上跨运营线路、大跨度、大悬挑、起吊重量大的屋盖桁架安装难题。并利用有限元软件对整个滑移过程进行模拟分析研究,对屋盖钢桁架的受力和变形进行了全过程监控和验算,结果表明:整个滑移过程中屋盖钢桁架的受力和变形均满足设计和相关规范要求。     

预制钢桁架-混凝土组合剪力墙受力性能研究

钢桁架-混凝土组合剪力墙是一种适用于装配式建筑的新型抗侧力结构体系。本文采用ABAQUS有限元软件建立钢桁架-混凝土组合剪力墙的分析模型,对13个不同设计参数的钢桁架-混凝土组合剪力墙进行了单调加载模拟,得到了构件的变形性能和受力性能;考察了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量等参数对钢桁架-混凝土剪力墙受力性能的影响规律。研究结果表明:轴压比对于剪力墙的抗剪承载力和延性都具有较大影响,轴压比在0.3～0.5之间,钢桁架混凝土剪力墙的抗剪承载力较大;混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量对剪力墙受力性能影响不大;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对于剪力墙的抗剪承载力提升效果不明显。     

空间叠拼正交吊挂钢桁架体系无支撑高空安装技术

某钢结构剧院在观众厅混凝土看台上空采用叠拼正交主次钢桁架吊挂受力体系,实用桁架空间组合,实现了观众厅上部空间的综合利用,在满足建筑功能要求的同时,结构受力合理,安全可靠.针对施工难度大的特点,采取相应施工方法,保证了钢桁架体系在安装及服役期的安全.     

成都市锦城广场大跨度钢木组合屋盖结构分析与设计

成都市锦城广场综合换乘服务中心屋盖采用大跨度钢木组合结构,以下弦胶合木交叉拱为主要受力构件,腹杆及上弦杆件采用圆钢管.除对屋盖结构进行静力荷载效应的设计与分析外,采用振型分解反应谱法和时程分析法进行了屋盖结构在多遇地震及罕遇地震下的地震响应分析,对结构的非线性稳定性、抗连续倒塌性能进行了研究,并补充了罕遇地震下的动力弹...