树状空间网格钢结构的模块化建造全过程模拟

新颖的建筑造型和严苛的施工环境对传统建造方法提出了挑战。基于某树状空间网格钢结构项目,提出了一种模块化建造施工方案,即预先对结构进行施工段分解,然后借助龙骨支撑架配合拉索将结构施工段逐块叠加、逐层安装。为了验证方案安全可行,借助有限元分析软件,对树状空间网格钢结构模块化建造过程中的结构施工段进行静力分析,并对“树干”和“网壳”的各施工段和整体结构进行了考虑初始几何缺陷和材料弹塑性的双重非线性的稳定性分析,模拟结果均满足规范要求。静力分析和稳定性分析的结果表明:树状空间网格钢结构的模块化建造受力合理,方案安全可行。

机场复杂空间曲面钢网格结构屋盖施工关键技术

针对乌鲁木齐地窝堡国际机场换乘中心屋盖钢结构造型复杂、用钢量大、施工精度要求高、支撑结构形式多样等特征,提出复杂空间曲面钢网格结构施工技术与控制方法。综合开发超大型整体提升技术、分段拼装技术、数字化预拼装与管理技术等,高效解决了复杂异形钢结构施工难题。利用有限元软件MIDAS与ANSYS进行了施工全过程数值分析,对提升施工全过程中各构件内力与变形进行了验证,结果表明,各构件内力与变形均满足设计要求,成功完成了复杂空间曲面钢网格结构施工。

钢结构网架屋面增材制造接头的拓扑优化设计与分析

设计了一套用于空间网架结构钢接头参数拓扑优化(TO)设计、数值分析和增材制造的计算机辅助工作流程。通过参数化有限元(FEA)分析,对优化节点的结构性能进行了研究。考虑了影响柔度、最大位移、最大应力和应力分布的不同变量和参数。分析表明,目标体积决定了节点的结构行为,而过滤半径影响优化节点的几何细节。通过一个具有数百个钢接头的双层空间网架结构参数化优化设计框架,验证了所提工作流程的实用性。该工作流程自动化程度高,设计灵活性和集成度高,移植能力强。

超大面积钢网架整体顶升施工技术

结合广州市某汽车集团公司产能扩建厂房项目,对超大面积钢网架整体顶升施工技术进行分析研究与应用。针对大面积网架整体顶升重量大、面积大、稳定性难以控制等施工技术难点,通过采用点触式高强度应力集中临时支顶、分段应力缓冲降落体系、同步液压控制系统等方法,使整体顶升在紧凑的工期内实现安全高效施工,极大减少施工成本,效益显著,推广性强。此项超大面积钢网架顶升技术的研发及成功应用,对同类型钢网架结构工程具有较好的推广应用价值。

报告厅钢网架屋盖混合结构受力性能分析

某报告厅采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构+钢网架屋盖的结构形式。为准确对该混合结构进行分析,采用3D3S软件对上部钢网架进行计算,并导入YJK-A软件对下部钢筋混凝土结构进行设计。为保证设计的可靠性,采用MIDASGEN软件建立下部主体结构+钢网架整体模型进行补充分析,对下部结构和网架的各项指标分别进行对比。结果表明整体模型与独立模型计算结果接近,支座刚度推导及简化方法合理,设计结果可靠。

南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

竖转法在超大悬挑巨型带肋空间折板网格结构安装中的应用

广州新足球场是计划建设的国际顶级场馆,其钢罩棚最高点标高88.6m,悬挑最长91m,网格尺寸最大64m,为国内罕见的巨型带肋空间折板网格结构。基于项目钢罩棚的特点,创新性地引入桥梁竖转法思路,结合数值计算对竖转单元分组、竖转路径选择、提升架布置等核心技术问题进行深入剖析,并对竖转施工中关键工序的变形及内力进行分析,以全面验证方案的可实施性。结果表明:针对巨型带肋空间折板网格结构,采用三榀分组,将转铰布置于上拉力环杆件节点连接处,并设置提升架于场心的整体方案是可行的。相较于传统安装方法,竖转法在施工质量、安全、工期、造价等方面均有一定的优势,具有较好的推广价值。

航站楼大跨钢结构温度效应分析

为研究航站楼大跨钢结构在施工过程中的温度效应,利用光栅光纤传感器对屋盖钢结构进行温度与应力的实测,给出了结构的非均匀温度场分布规律,详细研究了温度与应力的关系及温度应力的大小,运用有限元模拟,得到温度应力变化模拟值,与实测数据进行对比。研究结果表明,日照作用下钢网架结构的温度场具有非均匀性和时变性,温度与应力存在高度相关性,线性拟合效果较好,模拟值普遍大于实测值,为大跨度空间钢结构的设计和施工提供了有益的参考。

对标准JG/T 10—2009的修改建议

螺栓球钢网架广泛应用于空间结构,产品标准JG/T 10—2009《钢网架螺栓球节点》已发布十余年,至今未进行修订。对标准JG/T 10—2009中规定不够明确的内容进行了讨论,并与GB 50205—2020等其他相关标准进行对比分析,提出了相应的修改建议。

装配式技术在文保建筑修缮保护中的应用

采用装配式技术对船政工业建筑遗产进行修缮和保护,与船政文化“工业化”精神和特征相契合。根据马尾船政铁胁厂现状,创新性提出铸钢节点+空间网格斜交钢框架结构体系,通过小截面锚杆静压桩等方法,减少对原结构的扰动。整体技术方案既呼应了原铁胁厂的历史,又展示了钢结构装配式技术的发展,对同类文保建筑具有良好的参考价值。

我国空间钢结构发展中的新技术、新结构

本文阐述了我国空间钢结构——空间网格结构发展应用中的基本情况.文中重点评述了空间网格结构发展与开拓中一些新技术、新结构,诸如大跨度、大面积网格结构、组合网架、组合网壳、三层网架结构、局部双层(单层)网壳结构、预应力网格结构、斜拉网格结构、特种网格结构、新型节点、理论研究与应用研究等等,最后本文展望了21世纪的空间钢结构.

空间网格状多孔316不锈钢的选区激光熔化制备

制备出尺寸可控的空间网状金属多孔材料,对所制备的多孔材料进行组织分析。分析试样的微观结构,并讨论选区激光熔化多孔金属材料的成形机制及工艺参数对多孔结构特征的影响规律。结果表明:通过CAD制图确定扫描路径图,确定了骨架每根梁之间的扫描间距,决定了金属多孔材料的孔隙大小、孔隙形状及分布。制备出试件的每片薄壁、方孔分布均匀,孔隙大小统一且形状规则。骨架连接结点紧密,骨架的组织严密无开裂和弯曲现象。选区激光熔化制备空间网格状多孔材料骨架的形成机理分为颗粒表面局部熔化、形成金属熔池和粉末粘接三个阶段。

装配整体式空间钢网格盒式结构高层节能住宅建筑的研究与应用

本文提出了一种新型钢结构住宅体系—装配整体式空间钢网格盒式结构,适用于多、高层钢结构住宅。盒式结构由钢—混凝土协同式组合空腹夹层楼盖及钢网格式承重墙组成,具有空间三维受力特性,比常规框架结构受力更合理;空腹楼盖具有跨度大、自重轻等优点,住宅室内无梁无柱,自由划分居室,使用方便、美观,节约层高;钢网格外墙采用现浇填充石膏墙体,墙体施工简单易维护,保温性能好且不易开裂,钢构件完全包裹在石膏墙体内,完全被密封,无需再做防火防锈处理。本文通过一拟建工程实例来说明盒式结构的优势,此类结构解决了多年制约我国钢结构住宅发展的问题,将结构性能、建筑功能以及节能环保有机结合起来,是一种适合市场推广的钢结构住宅体系。

湛江会展中心主展厅钢结构设计

湛江会展中心主展厅屋面采用钢网架结构,最大跨度45m,支座设计成沿横向可传递水平力,沿纵向可动的,以适应温度变形。主展厅局部二层楼面采用钢梁-网架-钢筋混凝土楼板组合结构。工程所在地区受台风影响较大,通过设置抗风桁架、加强柱间支撑、由钢结构和主体混凝土结构协同作用等措施来满足结构抗风能力。

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

本文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后 。

大空间钢网架结构的性能化抗火分析

大空间钢网架结构常作为人员密集场所建筑的屋盖,火灾下一旦发生坍塌,将可能造成重大人员伤亡和财产损失,因此对其抗火性能有必要深入研究。本文运用FDS(Fire Dynamics Simulator)火灾模拟软件对某工业厂房进行火灾模拟,得到火灾发生发展的时间—温度曲线。在此基础上,运用ANSYS有限元软件对火灾下网架结构的不同位置进行了热—力耦合的位移和内力分析。结果表明,采用计算机模拟得到的升温曲线,要比一概采用ISO834标准求得的升温曲线更符合实际情况;火灾发生在中间位置更为不利,必须采取防火保护措施;火灾下结构会发生内力重分配,但距离火源越远处的杆件内力和位移变化越小。本文结论可供该类型结构的抗火设计和灭火救援参考。

我国大跨度空间钢结构的发展与展望

本文阐述了我国大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些空间钢结构包括有大跨度大面积网架结构、大跨度大悬臂网壳结构、组合网架结构、组合网壳结构、预应力网架与网壳结构、斜拉网架与网壳结构、铝合金或不锈钢等材料的网架与网壳结构、特种网架与网壳结构等。最后 ,本文展望了二十一世纪的大跨度空间钢结构。

松软破碎顶板大采高工作面端面漏冒机理及控制技术研究

采用现场工业性试验及长钢丝绳注浆加固方法,开展了大采高松软破碎顶板综采工作面端面漏冒机理及其加固技术研究。结果表明:大采高松软破碎顶板工作面发生端面漏冒并不是工作面压力异常导致,工作面压力异常并不是产生漏顶事故的根本原因;端面漏冒的发生与支架结构、支架的初撑力、工人操作水平以及工作面超前支承压力影响等综合因素有关;采用长钢丝绳或锚索与注浆联合加固的方法,构成了新型的空间网格状加固方式,该方法能够很好控制松软破碎顶板工作面的端面漏冒,在现场得到了成功应用,保证了工作面的安全回采。

装配式空间网架桥梁结构研究

为了突破现有装配式钢桥的跨越能力不足、安装效率不高的问题,提出了一种新型的装配式钢桥结构模式:空间网架桥梁。采用有限元对整体结构的强度、刚度和空间稳定性进行了深入研究,研究结果表明:1)空间网架结构桥梁具有良好的结构刚度和承载能力,具有良好的空间稳定性,在跨径60m范围内,不设加强杆、张弦索的空间网架桥即可满足公路Ⅱ载荷要求;2)加强杆、张弦索对于改善空间网架桥的力学性能作用显著,其中加强杆对于提高结构刚度效果最好,张弦索对改善上下弦杆的应力状态作用明显;二者联合应用可将跨径提高至80m,满足结构强度、刚度及稳定的要求。

不锈钢焊接空心球网架的研究

首先对不锈钢材料的力学性能、不锈钢钢管的轴压稳定进行了研究，并对不锈钢焊接空心球的制作加工和承载力公式进行了探讨．在此基础上进行了不锈钢网架工程的设计施工，取得了较好的效果．