Structural behaviors of steel roof truss exposed to pool fire

Experimental research was conducted to study the structural behaviors of a steel roof truss model without fire-proof coating under pool fire conditions.The data of temperature distribution and displacements of typical members were obtained.It is found that the temperature distribution of environment inside the structure,which is found to be in accordance with the multi-zone model with height,has a decisive effect on the temperature evolution of steel members.Besides,it can also be observed that due to the restriction and coordination among the truss members in the localized fire,the maximum relative deflection,which occurs at the mid-span of the top chord,is relatively slight and has not exceeded 1 mm under experimental conditions.On the other hand,the column experiences a notable thermal expansion during the test.Then,a finite element model is presented and validated by the test results.

某会展中心登录厅大跨度钢屋盖施工技术研究

西安国际会展中心二期展览中心项目登录厅钢屋盖为高悬挑大跨度交叉异形钢桁架结构,采用地下室回顶、场外小拼、场内整拼、双机抬吊等施工工艺。钢结构在既有结构上进行吊装对结构影响较大,且大跨度吊装采用双机抬吊会对钢桁架产生相应应力及位移,悬挑结构吊装需进行支撑分析。采用MIDAS进行仿真分析,模拟施工过程。实践证明,所采用的施工技术切实可行,安装精度符合设计及规范要求,满足大跨度钢结构施工的安全及质量要求。

大跨度屋盖振动舒适度分析及管桁架结构施工技术研究

某中学风雨操场屋盖为大跨度倒三角空间管桁架结构,同时兼具运动功能,承受重型荷载。因此,需在深化设计阶段对风雨操场屋盖进行共振技术分析,保证操场运动人员舒适性及屋盖下空间不受干扰。研究大跨度倒三角空间管桁架测量及监测技术、侧拼与吊装施工技术,以达到设计效果。研究结果表明,通过共振分析得出的结构竖向自振频率与最大加速度满足要求;采用临时支撑、起拱、汽车式起重机单榀整体吊装等方式解决吊装问题,达到了设计精度;通过精准测量及监测确保了加工、安装过程质量和安全。

基于大跨度双坡梯形钢屋架整体吊装施工技术

以随州新能源项目的石墨化车间为例,对钢屋架整体吊装的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过优化设计吊点的位置,采用双目识别技术监测钢屋架两台吊车整体吊装中的同步性,解决了现有技术中施工工作量大、安全隐患大的问题。进一步介绍了大跨度双坡梯形钢屋架包括左端钢屋架、中间钢屋架、右端钢屋架、连接腹杆等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度双坡梯形钢屋架整体吊装提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究

大跨度屋盖钢桁架拼装施工具有较高的施工难度,难以把控施工质量,为此提出站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究。根据相关规范对钢桁架外观及力学性能进行检验,采用两点吊装方式对屋盖钢桁架进行整体提升吊装施工,应用导向器件对吊装过程中对钢桁架位置进行微调,并监测提升架及钢柱。采用二哈夫组装连接,在站房大跨度屋盖钢桁架外框柱四周布设钢柱焊接工具式操作平台,进行钢桁架焊接施工,完成站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工。实例分析结果表明,对钢桁架拼装施工质量控制后,钢桁架跨中垂直度和侧向弯曲矢高偏差均在允许范围内,符合规范要求,该施工技术能够有效控制站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工质量,具有良好的应用前景。

预应力倒三角管桁架钢屋盖滑移施工技术

广交会展馆四期展馆扩建工程地处城市核心区,环境复杂,铁、隧、馆多重结构交互。工程体量大,结构复杂,施工难度大,总工期仅644d,在同类工程中工期最短,工期履约压力大。其中展厅屋盖钢结构为预应力倒三角管桁架结构,钢构体量大。针对此屋盖钢结构特点、难点,从缩短工期、高效建造方面开展研究,创新提出超长大跨度钢桁架分段等节奏滑移施工技术,即展馆两侧附属混凝土结构先行施工,提供滑移支撑体系,屋盖钢结构滑移与展厅下部2层主体混凝土结构同步施工,实现了展厅屋盖钢结构提前插入安装,各专业平面、立面穿插施工,缩短了关键线路工期;研发了基于装配式、自稳定高空平台的大跨度钢桁架拼装技术,实现超长大跨度重型钢桁架分单元快速拼装;针对主体结构作为滑移支撑体系两侧异标高的特点,设计双向滑移轨道,并研制滚针式滑靴及动力系统,确保滑移安全稳定;应用倒三角预应力钢绞线快速穿束和张拉技术,解决了超长预应力筋穿束张拉与高空滑移技术难题;液压同步控制系统与智能施工监测确保了大跨超重钢桁架屋盖滑移的应力、应变可控,按方案模拟过程平稳进行。

浅圆仓超高仓顶结构支模体系施工技术

杭州市仁和粮食储备库建设工程浅圆仓仓壁采用滑模施工,仓顶结构部分属于大跨度超高支模。通过设计复核计算,采用贝雷梁钢桁架平台支撑体系和滑模整体拖带锥壳伞状钢网架平台支撑体系作为上部仓顶结构支模架支撑操作平台,大大降低了施工高度及施工难度,保证了施工安全,提高了施工效率,取得良好的经济和社会效益。

超大吨位弱相关悬挂钢结构逆向施工技术

通过钢拉杆将各楼层直接悬挂于屋顶钢桁架的弱相关悬挂结构是一种新型的结构体系,其施工若按常规方法顺序进行存在很多隐患。为此结合一座大跨弱相关悬挂钢结构体系的构造特点,提出了一种钢结构逆向施工技术方法,重点对该工程液压同步整体提升及逆向拼接的施工工艺方法进行介绍,对有限元模拟计算悬挂结构提升结果进行说明,为弱相关悬挂钢结构施工提供支持。文中的技术探索对我国大型复杂钢结构施工技术发展具有一定的促进意义。

大型场馆钢结构屋盖施工技术的创新

针对大型场馆类建筑建造过程中,土建施工会先于钢结构实施而造成的钢结构屋盖施工困难,结合工程实际,对施工技术进行了创新。通过综合利用提升、滑移、落架等工艺,充分发挥各种工艺的优势,解决了城市中心区域施工场地等复杂条件影响下大型钢结构的安装难题,总结出了可供类似工程参考的施工工艺。

大剧院钢屋盖结构吊装焊接分阶段施工技术研究

以陕西榆林大剧院观众厅钢屋盖施工项目为例,依据现场施工状况以及以往的施工经验,结合钢屋盖吊装焊接分阶段施工工艺,从大剧院钢屋盖桁架拼装与焊接胎架设置、钢结构桁架分阶段焊接、大剧院屋面钢结构吊装等方面,有针对性地使用二氧化碳气体保护焊等技术,提高大剧院钢屋盖结构质量,并进行合理验证。结果显示,应用该技术可较好地拼装焊接、吊装大剧院钢屋盖结构,设置胎架具有足够的刚性,钢结构焊接效果较好,焊接接头处焊包外观饱满光滑,并能够与钢材紧密贴合,钢结构整体安装完成并实施竖向荷载后,最大应力比低于1.0,并且竖向最大变形值最高仅为195 mm,完全符合钢结构屋盖吊装焊接施工相关规范的要求,对实际钢屋盖施工具有很好的指导及借鉴作用。

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层(局部3层)正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明:采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。

深坑大跨屋盖重型钢桁架结构吊装施工过程监测研究

为探究大跨度钢结构屋盖在施工过程中的荷载转换机理并保证大跨桁架结构吊装过程安全,针对某深坑大跨屋盖结构中单榀重型主桁架的吊装及安装全过程进行了结构应变监测。通过在结构关键截面位置处布设应变传感器,对施工过程中结构关键位置的真实应变分布情况进行分析,从而评估施工过程中结构的安全性。基于大型有限元软件ABAQUS建立精细化有限元模型,将吊装完成后结构测点处的应变响应与有限元计算得到的应变进行了对比。结果表明:结构在吊装过程中的整体应变响应水平较低,该桁架结构被吊装到位后,受焊接固定工作的影响,结构的应变发展情况较为复杂,但总体仍处于安全范围之内;安装完成后,整体结构的应变水平随外部环境气温升降呈现周期性变化规律;环状加劲板与底部混凝土间钢板受力最大,格构柱内侧中部受力偏大,格构柱外侧两端受力偏大,桁架部位受力集中在跨中范围内,两侧受力偏小,且结构内部加劲板和格构柱间底部混凝土明显降低了结构关键节点的受力。

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。

福州长乐国际机场T2航站楼钢结构设计中的关键问题剖析

福州长乐国际机场T2航站楼主体采用钢筋混凝土框架结构,屋盖结构及支承系统采用钢结构,航站楼屋盖钢结构分为5个分区,中心区部分屋盖支承结构由锥形分叉柱和锥形钢管柱组成,指廊由钢管柱和幕墙柱支承。屋面为自由曲面,屋盖结构为桁架结构体系,由三角形立体桁架和平面桁架组成,屋面围护系统采用铝合金直立锁边金属屋面,外墙围护系统为玻璃幕墙。介绍了福州长乐国际机场T2航站楼屋盖钢结构的结构体系,对屋盖结构和支承结构在抗震性能目标下的承载能力进行研究,并对中心区屋盖钢结构的非线性稳定承载力和抗连续倒塌能力做了细致的研究,以确保航站楼结构在各种工况作用下是安全可靠的。

金华市体育中心“一场两馆”结构设计

金华市体育中心包括体育场、体育馆和游泳馆,设计以兼做建筑外立面造型的V形混凝土柱为主要竖向承重构件,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育馆和游泳馆大跨屋盖采用双曲面双层钢网壳,体育场月牙形罩棚采用双层钢网壳+封边管桁架拱的形式。分别对体育馆环形超长混凝土结构和体育场扇形超长混凝土结构进行温度应力分析,根据应力分布规律和大小,对体育馆采用外廊设缝,对体育场看台采用径向设置诱导槽+环向框架梁设置无粘结预应力钢筋等综合措施,以有效降低混凝土收缩应力的不利影响。对大跨钢屋盖结构进行了承载力、变形、稳定性分析和管桁架节点有限元分析,采用主管局部加套管的方法改善相贯节点处的受力性能,实现了经济合理的设计目标。

大跨度钢桁架屋面整体连续提升施工技术研究

结合某广电中心大型演播厅钢桁架屋面现场施工实践,提出一种实现大跨度钢桁架屋面整体连续提升的施工技术。相比常规大型起重机进行钢桁架高空散装的施工技术,该技术将大量的焊接作业集中在地面上进行,减少临时支撑架,成型效果好,安全风险大幅降低,可为其他类似项目提供借鉴。

某高校体育馆钢结构屋盖设计与分析

基于某高校体育馆钢结构屋盖设计过程,比选了3种不同屋盖结构体系,最终选择空间倒三角钢桁架结构作为本项目的屋盖结构形式。采用有限元软件SAP2000对钢结构屋盖进行整体建模,对结构整体动力特性、整体抗震、位移、各杆件设计强度(弯曲、抗剪)、整体稳定应力、重要节点进行有限元分析,经计算分析该项目主馆屋盖钢结构的各项性能均满足规范要求,可保证结构受力的安全可靠。

双曲方管桁架屋盖分块提升施工

钢结构桁架屋盖以其优越的结构特性被广泛应用于高铁站房施工作业中。基于某高铁站房建设工程,采用小拼单元制作、现场原位拼装施工工艺进行施工,通过分块提升,实现受力转换,形成整体稳定状态的方案,满足了工期及施工场地的要求,解决了施工组织困难等问题。

考虑屋面种植的大跨度空间钢桁架抗震性能分析

屋面种植的大跨度空间钢桁架结构具有跨度大、荷载重、混凝土屋面板刚度大等特点,其抗震性能是结构设计与分析中的关键问题,以考虑屋面种植的大跨度空间钢桁架为研究对象,采用MIDAS Gen软件对矢跨比为1/15,跨度为60m的大跨度空间钢桁架的动力特性及抗震性能进行了研究。分析结果表明,考虑屋面种植的大跨度钢桁架结构自振频率较小且分布十分密集,结构振型以竖向振动为主,且振型为长向单轴对称和双轴反对称振动形状交替出现,各振型间存在相互耦合作用;在8度多遇地震作用下,下弦及上弦最大动力系数达到了20%以上,受地震作用影响较大;计算分析模型中考虑屋面混凝土板刚度作用可提高桁架的整体刚度,加强桁架整体抗震性能。