杭州电竞中心结构设计重难点概述

杭州电竞中心内圈主体结构采用钢框架-支撑结构,外圈采用“大倾角梭形斜柱+多段钢折梁框架”,是集承重与抗侧力于一体的结构体系,屋盖采用车辐式索承网格自平衡结构形式。详细介绍了地下结构、中央场馆结构的设计要点,门厅处利用建筑造型空间设计为多段钢折梁与跨层桁架相结合的结构形式;室内二层至三层楼面设计一浮空弧形人行桥,截面形式为薄壁钢箱梁,桥宽2.2m,跨度57m,采用“上挂下支”的稳定结构形式。对整体结构进行了静力弹性、动力弹塑性、振动台试验、典型节点有限元、整体稳定以及局部稳定等系列分析与试验。结果表明:结构在静力荷载和地震作用下强度和刚度均满足规范要求;典型节点极限承载力为荷载设计值的4.17倍;结构整体稳定性安全系数为3.79;斜柱局部稳定安全系数为2.52。合理的设计保证了结构的安全、经济和实用性。

杭州电竞中心车辐式索承网格屋盖结构设计

索承网格结构是一种新型空间结构形式,广泛应用于大跨度空间结构中。针对杭州电竞中心车辐式索承网格屋盖结构进行分析和设计,采用MIDAS有限元软件进行索张拉施工方案设计与仿真,采用ABAQUS有限元软件进行稳定性分析和大震动力弹塑性分析。分析结果表明:在施工过程各个阶段,屋盖钢结构构件应力比始终小于1,索拉力小于索破断力的30%;施工完成时,与设计值相比,屋盖结构最大竖向位移和索内拉力的误差分别为6%和4%;屋盖结构稳定安全系数为9.63,单层网壳结构稳定安全系数为31.2,均大于规范规定的2.0,屋盖结构稳定性满足要求;初始缺陷对本工程单层网壳的影响很小;在大震作用下,屋盖结构构件均未出现塑性变形,且预应力拉索不退张。

基于L型轮辐结构膜片的窄频光纤F-P声波传感器研究

光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1000 Hz下的传感器灵敏度进行研究,将传感器应用于光声池共振频率为1600 Hz的光声光谱气体检测系统中,并实现对50~100×10^(-6)的乙炔(C_(2)H_(2))气体浓度测量。实验结果表明,该传感器在1000 Hz下的声压灵敏度为25.4 nm/Pa,传感器可实现的最小可探测声压(MDP)为38.2μPa/Hz^(1/2)@1 kHz,声压信噪比为76.8 dB。实验所得到的光声光谱二次谐波信号的峰值与乙炔浓度呈现良好的线性关系,乙炔浓度的响应度为1.8 pm/10^(-6)。该传感器在光声光谱等单频声信号检测领域具有广泛的应用前景。

一种新型振弦式土压力盒的结构设计分析

在我国,岩土工程领域十分广阔,工程的应力检测、监测显得尤为重要。检测岩土基础的应力变化所用的土压力盒、土压力计种类繁多,有些土压力盒原理相同但结构多样,还有些土压力盒标定方法与实际应用完全不符。基于此,提出一种能够符合现场埋设应用的振弦式土压力盒。该设计是轮辐式工作膜在无盒状态下只接受压力传递片的压力和校准方法。

钻石型轮辐结构构型与受力性能研究

本文给出了钻石型轮辐结构的构型规则,并对其预应力态和张拉成形方法进行了探讨.通过1∶15缩尺模型试验,考察钻石型轮辐结构施工张拉成型的可行性,检验屋盖结构的受力性能,验证数值模拟方法与试验结果的一致性.研究钻石型轮辐结构成形态的动力特性以及在活荷载、风荷载和温度作用下的结构变形和构件内力以及断索对结构性能的影响,重点考察中间撑杆高度变化对结构受力性能的影响.缩尺模型试验结果表明,提升下径索所需张拉设备数量较少,施工方便;对于结构的成形态和静力加载工况,实测与数值模拟得到的内环节点标高、索力、结构变形具有较好的一致性.有限元分析结果表明,中间撑杆高度对结构动力特性、构件内力和结构变形的影响较为显著.在结构的成形态,随着中间撑杆高度增大,上径索索力随之加大,内环撑杆由受压变为受拉,中间撑杆的压力迅速增大.大跨度轮辐结构刚度较小,设置中间撑杆后,有利于提高结构的竖向刚度,减小在竖向荷载、特别是在风荷载作用下的变形.此外,半跨荷载作用下结构的竖向变形大于满跨荷载,而正、负温差对结构的内力与变形均不起控制作用.断索引起紧邻径索索力突然增大,次邻径索与环索索力的变化幅度则很小.对于钻石型轮辐结构,中间撑杆高度不宜大于内环撑杆高度.

聚磁式转子轴向磁齿轮复合电机的有限元分析

在系统介绍轴向磁齿轮复合电机基本工作原理的基础上,提出了一种具有聚磁式转子的轴向磁齿轮复合电机。采用有限元分析方法对复合电机的电磁性能进行了三维数值仿真分析,验证了电机结构的合理性,并详细分析了聚磁式转子结构参数对电机输出转矩与轴向磁拉力的影响,得出转子参数对转子两侧圆周和轴向磁拉力的影响相似,为后续的试验研究提供了理论参考。

大连梭鱼湾专业足球场罩棚索结构设计

针对似浪花状造型的大连梭鱼湾专业足球场索膜罩棚,提出并设计了一种轮辐式上斜交下径向的双层索网结构。索桁架外侧支承于钢压环,内侧设置索拉环。依据风洞试验和风致雪漂移数值模拟报告,对罩棚结构进行抗风雪、抗温度作用、抗震等计算分析,并对罩棚结构进行初始态找形分析、动力特性分析、结构变形及应力分析、结构整体稳定分析、防连续倒塌分析以及关键节点有限元分析研究。分析结果均满足结构设计控制指标要求,结构设计契合建筑设计理念,结构与建筑协调统一,结构安全、经济、合理。

柔性摩天轮索径夹角与结构应力比关系的研究

摩天轮索径夹角的大小与主轴长度密切相关,夹角越大,主轴长度越长,整体稳定性越好。但是主轴越长,其受到的扭矩将增大,造成主轴用量变大乃至制作加工、吊装困难、成本上升等一系列问题。故以主轴长度代替索径夹角,采用MIDAS Gen软件通过数值模拟的方法研究了摩天轮各结构构件在相同荷载不同主轴长度,即不同索径夹角下的应力比变化趋势,确定了该摩天轮合理的主轴长度,由此确定了合理的索径夹角,并通过新的轮辐索结构布置方式解决了在有限轴距的情况下来增大索径夹角的问题。

上海体育场大跨度屋盖结构增容改造施工技术研究

上海体育场原屋盖为大跨度空间管桁架结构,为满足增容改造需求,在原钢屋盖基础上设置轮辐式索网结构,向场内方向增加悬挑16.5 m。对大跨度管桁架屋盖带载工作下结构加固进行了研究分析,采用液压可调轴力支撑进行屋盖反顶,卸载部分结构荷载和施工荷载,并对不同节点形式、不同受力状态的屋盖杆件及节点的加固工艺进行研究及应用,采用外包钢骨、异形连接板、碳纤维等加固形式,减少了焊接量,降低了加固风险,同时采用张拉和计算同步进行的方式,保证了索网位型和受力状态。作为首例轮辐张拉体系加固、改造空间管桁架体系的项目,通过分析受力情况、细化施工内容,总结出超高大跨度钢结构屋盖安装的关键技术,填补了国内体育场超大跨度屋盖利用轮辐式索网结构改造扩容的空白,可为今后类似结构的施工提供参考。

某网球中心轮辐式张弦梁屋盖结构设计与分析

某网球中心屋盖由环形雨棚和中央屋盖组成,两者的平面投影为同心的椭圆形,环形雨棚采用钢桁架结构,中央屋盖经过方案比选采用轮辐式张弦梁结构,均上覆半透明PTFE膜。首先对屋盖的风荷载、积雪荷载、温度荷载取值进行了研究,然后在上述基础上对中央屋盖张弦梁拉索的初始预应力值确定、支座形式、整体稳定性、防连续倒塌、关键节点进行了专项分析。结果表明:中央屋盖自重平衡时,长、短轴张弦梁拉索轴力最大分别为745、490kN;中央屋盖采用径向滑动,切向固定铰支座形式较为合理,其中径向允许位移限值为30mm。采用静力失稳模态法引入整体初始几何缺陷,对网球中心中央屋盖进行双非线性稳定性分析,网球中心屋盖稳定承载力系数满足安全要求;采用拆除构件法中的非线性动力方法进行防连续倒塌分析,网球中心屋盖不会因为张弦梁拉索破断而出现连续倒塌;对网球中心屋盖关键节点进行了专项设计和精细的有限元分析,节点安全可靠。

非同心双轴轮辐状空间钢结构施工技术——以佛山市某新建实验项目钢结构茶室为例

钢结构施工技术作为一种现代化的建筑技术,以强度高、自重轻、施工速度快等优点,在建筑施工中得到了广泛应用。钢结构由上下两个轮辐状圆环组成,每个轮辐状圆环由三个圆形钢梁与辐条构成,其圆心不在同一轴线,轮辐状圆环由多角度双肢支柱支承。工程外形复杂,平面曲线化,各单件构件形状尺寸不统一,构件之间拼装接口的不一致性等问题加大了施工的难度。本文将依托该工程提出研究“非同心双轴轮辐状空间钢结构施工技术”的课题,对于该建筑类型钢结构具有重要意义。

基于轴辐式结构的农村物流多层级配送节点选址研究

为了推动农村物流发展,缓解目前配送效率低、成本较高的问题,通过对农村物流节点进行合理布局,提高了农村物流配送效率,降低了农村物流成本。通过结合农村地区特点,分析了轴辐式布局的物流配送节点优势,提出了适合农村物流的多层级配送节点布局方案,针对配送途中走“回头路”、运力分配不善、节点布局不合理等问题提出了解决办法。在考虑农村物流特性以及轴辐式物流特点的基础上,构建了包含县-乡-村3级物流体系的轴辐式数学模型。针对模型运用麻雀搜索算法(SSA)求解,并对SSA进行改进,加入了萤火虫算法规则,利用“萤火虫”扰动“麻雀”以避免SSA经常陷入局部最优过早收敛的缺点,尽可能得到更精确的值,更科学地得到农村物流多层级配送节点。以陕西省宝鸡市扶风县2022年的物流需求,结合目前扶风县的超市POI点进行了实证分析,对运价敏感性及固定建设成本敏感性进行了分析,探究了选址布局的合理性以及选址影响因素。结果表明:改进后的SSA可用于求解本研究问题;农村的道路发展程度以及2级分拨中心的固定成本都会在一定程度上影响农村物流节点布局,其中固定建设成本的影响较大。研究结果可以为农村物流节点布局提供参考。

大跨度轮辐式张弦梁构件失效后力学行为研究

以具体案例为依托,对大跨度轮辐式张弦梁结构的构件重要性进行分析并排序,探讨不同因素对关键构件重要性的影响,基于显示动力积分法模拟关键构件瞬间失效后的结构响应,考察结构在关键构件意外失效时的力学行为。分析结果表明:内环下弦杆、拉索、支座及靠近支座处上弦梁段为关键构件;单独增大上弦截面刚度时,各关键构件重要性随之降低,单独增大垂度、初始预应力时,拉索及支座的重要性随之提高,其余关键构件重要性随之降低;拆除内环下弦杆后,结构缺乏有效的备用荷载路径,内力重分布代价较大,局部区域出现严重变形,其余关键构件失效后,环梁为主要备用荷载路径;各关键构件瞬间失效后结构动力效应明显且不相同,对于此类结构,在分析时应考虑构件失效前的初始状态。

日照奎山体育中心轮辐式索网施工技术

日照奎山体育中心体育场屋盖采用全柔性轮辐式索网结构,由径向索、内环索和构造索相互作用形成结构刚度。拉索数量多、规格和索力大,结构成型难度大。根据本工程特点,在常规的索网整体提升安装工艺基础上进行改进,成功运用无胎架地面组装技术,并在空中进行变形恢复,上下径向索完成组合提升,对径向索进行分批安装,同时通过全过程有限元模拟分析,施工过程利用监测控制技术等措施保证施工安全可靠,最终结构成型索力和形态符合设计要求。

劲性轮辐式张弦混合悬挂结构设计研究

劲性轮辐式张弦混合悬挂结构是一种新型的刚柔并济的结构体系,其结构系统主要由内外环梁、径向布置的钢拉梁及内外环双弦支系统组成。通过其在青岛市民健身中心体育馆结构中的应用,对该体系的传力途径及内力分布进行了分析研究;对内外环双弦支系统进行了参数化分析;对结构在施工阶段的预应力张拉进行了模拟分析;采用拆除构件法验证了结构的抗连续倒塌能力;并对其抗震性能进行了研究。研究结果表明,该结构体系的受力机理与建筑内凹屋盖的造型有很好的结合,径向布置的钢拉梁作为拉弯构件将内凹屋盖的竖向荷载传递至外圈受压环梁,内外环双弦支系统有效地改善了屋盖的承载性能并减小了屋盖的竖向变形,整体结构在极端条件下具有良好的抗超载能力和抗连续倒塌能力。

矿井提升机卷筒装置受力分析及结构优化研究

卷筒装置是煤矿提升机中的重要承力结构件,运行稳定性会对提升机的运行可靠性产生重要影响。利用有限元方法对2JK/A-5型提升机卷筒装置的受力情况进行分析,发现整体受力存在明显的不均匀性,特别是辐板结构圆孔周边出现了明显的应力集中现象,会加速结构件的疲劳损伤,降低运行稳定性和使用寿命。以圆孔直径及其位置为优化对象,以辐板结构的应力集中最大值为优化目标,利用Ansys软件进行优化改进。结果发现优化改进后的辐板结构最大应力降低了17.8%,有效延长了结构件的使用寿命,创造了良好的安全效益和经济效益。

A356铸造铝合金车轮轮辐裂纹分析及改进方法

针对轻量化铝合金车轮在径向疲劳试验中的轮辐背腔表面裂纹失效,通过分析轮毂受力,建立力学模型;通过轮辋变形试验,轮辐应变采集试验,采集轮辐受力情况。结果表明:仿真轮辐裂纹处疲劳强度为72 MPa。根据断裂力学得出,过度轻量化导致轮辐横截面积减小,造成应力幅增加,产生轮辐表面裂纹。调整工艺,将轮辐厚度从22.66 mm增至23.06 mm后,增加轮辐横截面积,径向疲劳试验合格。

广西轴-辐式物流网络结构研究

依托轴-辐式物流网络结构的概念及绘制方法,绘制广西轴-辐式物流网络结构体系图。首先,选取测度广西城市物流业发展的具体指标,运用熵权-TOPSIS法对所包含的节点城市进行聚类分析。再次,基于对广西城市的聚类和分级确定绘制物流业网络结构的轴心及其对应的辐射范围,并据此绘制最终的网络结构图。所绘制的广西轴-辐式物流网络结构显示:钦州市、南宁市、柳州市为广西物流网络的轴心节点城市,三者之间通过物流干线通道连接实现物流互联。轴心南宁市与辐点贵港市、玉林市、百色市通过支线通道连接,轴心柳州市与辐点桂林市、梧州市、贺州市、河池市相连接,轴心钦州市与辐点北海市、防城港市互联,为整体广西物流业的发展提供动力补给。最后,为进一步提升广西物流网络结构运作效率提出了多方面的对策建议。

煤矿提升机卷筒装置辐板结构的优化设计

以2JK/A-5型煤矿提升机卷筒装置的辐板结构为研究对象,在对卷筒装置及辐板结构进行概述的基础上,利用UG和Ansys软件构建了辐板的受力分析模型。结果发现,辐板结构开孔边缘部位存在明显的应力集中现象,且为循环周期载荷,容易出现塑性损伤最终导致结构损坏。利用单因素变量法研究了开孔形状、开孔位置以及开孔数量对辐板应力最大值的影响规律,结合实际情况确定的开孔形状为圆形、开孔位置为1 600 mm、开孔数量为6个,以上结构参数可以降低辐板的最大应力值,提升结构件的运行稳定性,延长使用寿命。

某体育中心结构设计

详细介绍了某体育中心的结构设计。针对项目用地条件,工程采用了先进、同时对施工吊装设备要求较低的索承结构体系。体育馆、训练馆和游泳馆充分利用周圈布置的环梁和V撑为索结构屋盖提供水平和竖向刚度;大跨度屋盖刚度由索结构体系自身的预张索力提供。根据建筑造型以及功能要求,场馆下部混凝土采用框架结构、预制看台板体系,屋盖钢结构分别采用索穹顶、单层索网、轮辐式双层索网以及张弦梁等索承结构体系,达到了技术先进、安全适用、经济合理、美观以及高效的材料利用率的目标,为大跨度索承结构体系在强台风地区的应用起到了一定的推动作用。