珠海机场二号航站楼屋盖钢结构设计研究

介绍了粤港澳大湾区重要机场交通枢纽工程——珠海机场二号航站楼的设计标准和荷载作用取值,阐述了上部屋盖钢结构实现“建筑装修结构一体化思路”的结构选型思路,对主楼进行了静力性能分析、稳定性分析、大震弹塑性分析,开展了屋盖钢结构防火性能研究,并根据屋盖钢结构施工方案进行了专项施工模拟分析。结果表明:主楼屋盖钢结构选择的波浪形变厚度局部抽空焊接球网架结构体系实现了结构受力与建筑装修的统一,具有良好的稳定性能,在罕遇地震和火灾作用下构件受力满足要求,结构安全可靠;施工方案可行,提升过程中结构变形与内力满足设计要求;大跨度网架有必要在施工模拟卸载胎架后,按实际荷载输入计算模型进行位移和应力比复核。

某带钢肋混凝土球壳结构分析

本结构采用单层肋环式球形网壳+混凝土球壳体系,跨度67.8m。采用SAP2000通用有限元分析软件对结构进行弹性阶段分析,并通过理论计算公式计算壳体应力和软件计算结果进行对比;并进行考虑施工过程的结构分阶段稳定分析,在考虑荷载变化、壳体刚度变化和初始缺陷的不同影响因素下,验证结构具有可靠的稳定性,并提出施工措施提高施工过程的稳定性;

广州空港会展中心复合张弦桁架结构体系选型与分析

广州空港会展中心标准展馆利用结构参数化工具对多种类型展馆结构进行选型对比,综合建筑效果、使用需求和经济指标,首次在展馆内采用复合张弦桁架结构体系。对复合张弦桁架结构进行非线性设计分析、双非线性稳定分析、防连续性倒塌分析和不平衡吊挂荷载分析,结果显示,结构各项计算指标均满足规范要求,并具有足够安全冗余度。高风压作用下拉索可维持足够的索力并且不松弛,屋面变形可控。相关索节点传力清晰,背锚节点有利于现场张拉施工。下弦拉杆在初始态到全荷载态的全受力过程中拉压变向,下弦杆受力满足不同荷载状态需求。复合张弦桁架结构体系满足多种施工方式选择,张拉施工快捷、方便,地坪、屋盖施工互不干扰。复合张弦桁架结构在沿海高风压地区具有优越的受力性能和建筑表现力。

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。

一种强台风地区自平衡索网幕墙结构分析

介绍了一种适用于强台风地区的自平衡索网幕墙结构体系。珠海横琴科技创新基地1#楼大索网幕墙索网跨度大、极端强台风频发,经过结构方案对比分析,创新性提出一种自平衡索网幕墙结构体系,有效平衡钢结构内力,降低索网幕墙变形。通过特征值分析、静力分析、屈曲分析以及大震弹性分析等方面验证自平衡索网幕墙结构体系的安全性和可靠性,确保关键自平衡撑杆的极限稳定承载力满足设计需求。采用小尺寸索网防破断装置增强索网幕墙在极端超强台风下的二道安全防线。对索网幕墙进行风振时程分析,研究其动力性能。索网幕墙和支撑钢结构在满足结构规范要求的情况下有效和谐体现建筑形态。

湛江吴川机场航站楼结构设计

湛江吴川机场航站楼结构设计过程中重点解决以下问题:通过对大跨度、大悬臂屋盖的结构体系选型及内力分析,以满足建筑使用和结构受力,力求结构形式经济合理;采用预应力管桩基础和冲孔灌注桩基础结合形式,在满足不同荷载条件和受力要求的情况下提高经济指标。采取设计、材料及施工等层面有效措施,解决各单体结构超长、温度应力及混凝土收缩应力较大的问题,满足结构耐久性设计要求。对航站楼屋盖进行了基于大空间升温曲线的整体防火分析,得出大空间屋盖网架的防火规律。对布置不同位置的黏滞阻尼支座在风振分析下的效果进行评估,并对相关受力性能进行重点分析,保证节点受力性能,保障航站楼在强台风高发区的风振可靠性。

某下回上凹交通枢纽结构设计分析

通过对一种特殊的下回上凹形结构受力特性通过模态分析、弹性分析、温度分析和稳定分析等技术手段满足受力要求。重点针对建筑效果和受力需求采用八角形柱帽、纠偏支座和网壳连接节点等特殊节点,并采取有限元分析和试验验证节点安全可靠性。针对下回上凹的不规则结构,对整体结构进行大震弹塑性分析,重点考察关键构件例如屋盖支撑柱、南北楼连廊楼板和屋盖钢结构在大震下的受力性能和损伤情况,针对受力薄弱部位进行配筋和构件加强。计算分析结果验证了下回上凹结构的安全性和可靠性。

特高压柔直阀厅网架屋盖吊装关键技术

为解决大跨度柔直阀厅网架屋盖吊装过程中面临的跨度大、吊装条件受限、变形控制严格等难点,确保世界首个特高压柔直阀厅顺利实施,本文对阀厅网架屋盖吊装过程中面临的关键技术开展研究。经过对多种吊装方案综合比较,确定采用液压同步提升技术对网架进行整体提升。对吊装全过程进行力学仿真计算并提出有效的挠度控制措施,确保网架受力安全以及变形满足设计要求。引入第三方实时动态监测技术进行监测,对提升过程中网架的状态进行评估和预警,提高了网架吊装施工的安全可靠性。上述成果确保了大跨度柔直阀厅网架屋盖的顺利吊装,其成功经验可为类似结构施工提供借鉴。

超高超大柔直阀厅钢结构设计

龙门换流站阀厅是目前国内电网工程中跨度最大的钢结构建筑物之一,为解决其在各种极值荷载和偶然荷载的结构安全问题,本文根据项目特点及受力特性,主要进行了防连续倒塌设计、屋盖稳定性分析、抗震性能化分析和整体防火分析。分析和设计结果表明,在各种极值荷载和偶然荷载作用下,均不会引起整体结构破坏或局部垮塌,且意外偶然情况下的变形也不会影响相关设备的正常使用。本工程大跨度钢屋盖的安全性能足够,在考虑施工和使用过程中不可抗力的意外破坏后,提高重点部位的构件安全等级,可使得结构具备足够的安全冗余度。文中所采用的分析手段和方法可为电网工程中陆续出现非常规超高超大钢结构提供分析思路和参考,通过技术分析保证结构的安全可靠经济。

肇庆新区体育中心钢结构设计

介绍了肇庆新区体育中心专业足球场和体育馆的钢结构设计。其中,专业足球场为悬挑钢箱梁结构,体育馆为双连体弦支穹顶结构。通过结构选型、特征值分析、反应谱分析、稳定性分析以及弹性分析等方面阐述肇庆新区体育中心结构特点。针对计算过程中出现结构薄弱点,采取控制钢结构应力比、加强节点构造措施以提高其安全储备。屋盖钢结构设计均能满足规范要求,并能有效实现建筑形态。

肇庆新区体育中心结构设计

肇庆新区体育中心工程由专业足球场、体育馆(包括主馆、训练馆及其连接部位城市客厅)组成。各单体主体采用钢筋混凝土框架结构;专业足球场屋盖为悬挑钢箱梁结构;体育馆主馆和训练馆屋盖为双连体弦支穹顶结构。主要介绍肇庆新区体育中心结构体系的确定、大跨度钢屋盖体系设计、结构抗震设计、基础设计以及混凝土耐久性设计。采取设计、材料及施工等层面的有效措施,解决各单体结构超长、温度应力及混凝土收缩应力较大的问题。下部混凝土结构和屋盖钢结构计算结果均能满足规范要求。

肇庆新区体育馆连体弦支穹顶结构防连续倒塌分析

通过屋面刚性壳体和索(杆)体系的不同破坏工况对肇庆新区体育馆连体弦支穹顶结构进行防连续倒塌分析。结果表明,屋面刚性壳体、单根索(杆)体系均不会引起整体结构破坏或其他拉索松弛;支撑体系的破坏会引起整体结构的局部变形过大及构件破坏,并对这些支撑体系补充防撞分析;对于构件分布位置,从外环往内环其重要程度依次降低;在设计过程中应充分考虑结构的安全储备,提高重点部位构件安全等级,针对施工和使用过程中不可抗力的意外破坏,结构具备足够的防连续倒塌能力。

喀什体育场钢结构设计

介绍了新疆喀什体育场罩棚的钢结构设计,分析了钢结构设计中温度作用对结构的影响,并对钢结构罩棚及支撑钢结构屋面的混凝土柱在大震作用下的地震响应进行论述。在罕遇地震作用下,上部钢结构仅在悬挑端部局部出现构件截面部分屈服。对于支撑钢屋盖混凝土柱大量出现My和Mz铰,局部破坏程度达到构件明显破坏。大震作用下,支撑钢屋盖的混凝土柱纵向配筋率需要加强以提高抗弯能力。

珠海新航展馆钢结构选型和设计

作为珠海航展的主展示馆,航展馆屋盖造型新颖,柱位规整,且屋盖结构外露可见,优选建筑美观、受力合理的结构形式——空间四角锥网架+入口巨型桁架组合体系;根据机库门的不同开启模式设计4种不同工况用于风洞试验及后期设计,确保复杂风环境下的结构安全。根据结构特点,分别对屋盖结构形式、分缝做法、网架高度、球节点做法进行技术和经济比较。根据建筑功能,首次在机库门上方设置三层立体桁架体系,上面两层与网架连接,下弦层作为贵宾厅的建筑使用层,利用机库门两侧的竖向交通空间设置立体桁架柱,与机库门上方的桁架梁构成整体结构刚度。从受力考虑,屋盖设置两道结构缝,分析屋盖传力路径,入口桁架承担了屋盖总荷载的85%。由于结构分缝的关系,网架受力应尽可能往机库门方向传递。采用人工干涉力流理念,对靠近机库门附近的网架横向弦杆进行局部抽空,利用刚度效应使得屋盖力流优先传至巨型桁架结构,满足力流控制需要。在满足舒适度需求下,对上人贵宾厅在不同行走路径下进行了舒适度分析。在满足不停航施工的严苛现场条件下,采用了“超大型构件液压同步提升技术”对整体结构分两次提升的方案。在满足安全、经济、美观的前提下,选择了合理的结构方案,并进行了连接节点设计。本工程用钢量适中,同时圆满完成了工期和成本方面的预期目标,取得了显著的社会和经济效益。

顺德德胜体育中心游泳馆单层马鞍形索网设计分析

顺德德胜体育中心为在国内沿海台风高发区首次采用单层马鞍形索网结构的工程。索网平面为109 m×71 m的椭圆,索网矢高8 m,索网屋面钢结构的支撑体系和抗侧力体系由外围V支撑和屋面环梁共同组成。索网结构纵向受力索和横向稳定索分别采用2ϕ65和2ϕ45高强密封索,环梁为截面1 m×2 m的巨型矩形梁,屋面系统为三层膜面体系。作为沿海强台风地区的马鞍形索网屋盖,必须通过精细找形和找力确定主索和次索的预拉力,紧密协调“恒载+活载”和“恒载+风载”组合下挠度和索内力的相对比例,使得向上和向下的变形相对平衡。结构体系和找形找力初步确定后,通过静力分析、稳定性分析、防连续倒塌分析、施工模拟分析以及罕遇地震弹塑性分析,进行构件精细化设计并验证结构方案的合理性。索网安全冗余度和施工次序对结构体系的成型至关重要,设计采用非线性静力分析方法进行断索分析,并从工程设计角度建议采用高空溜索+张拉稳定索的张拉方案。针对结构受力特点,周边V撑承受较大双向轴力,且外露可视,故创新性采用双向推力轴承节点,在保证结构受力同时确保建筑美观性,同时确保节点安全和冗余度。屋盖钢结构和索结构设计均能满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》的要求,并能有效实现建筑形态。