椭圆鞍形单层正交索网结构解析计算方法与形态优化

常见的单层正交索网结构由马鞍面和椭圆柱面相切而成,该类型结构在国内外的大型场馆、公共建筑中得到广泛应用。该文提出一种连续化解析计算方法,以求解椭圆鞍形单层正交索网结构的变形、内力和最优形态,求解过程中仅需解一元方程。计算方法利用平衡方程、变形协调方程,以竖向位移为未知量,推导了正交单层索网连续化计算公式,采用伽辽金法求得近似解。在此基础上,以外环梁平面内弯矩最小为优化目标,以中央承重索垂度为优化变量,以索力、竖向位移和矢跨比为约束条件,利用外环梁弯矩计算公式,通过求解方程得到结构的最优形态并给出优化流程。最后对一个简单算例分别采用有限元法与解析法计算,验证了解析法所得位移、索力、外环弯矩和形态优化结果的准确性。在结构初步设计阶段,利用该解析计算方法,可快速得到荷载态下结构的位移、受力情况和最优形态,避免了有限元法编程、反复试算的繁杂过程。

玻璃幕墙中主体结构对单层索网结构风振响应的影响研究

点支式玻璃幕墙单层平面索网结构是一种较典型的风敏感结构,目前对在风荷载作用下,索网结构与主体结构的相互作用问题的研究甚少。采用随机模拟时程分析方法,通过改变主体结构特性、索网结构特性及两者的相对位置关系等多种方式,研究索网结构和主体结构共同工作时的风振响应特性,并与索网单独受力时的风振响应进行对比。分析结果表明,索网和主体结构的风振响应特性存在显著差异,在常见的工程应用参数范围内,主体结构对索网自身的风振响应影响程度较小,因此,对索网结构进行风振响应分析时可以不考虑主体结构的影响。

金成大厦双向单层柔性索网结构玻璃采光顶屋面施工技术应用

金成大厦玻璃屋面采光顶采用双向单层柔性索网结构,南北向长25.2m、东西向宽16m,面积403.2m2,距地高度70.5 m。施工前确定详细的施工工艺并制定切实可行的质量控制措施,保证了工程质量,取得了良好的施工效果。

双向单层柔性索网结构玻璃采光顶屋面的应用实例

某工程玻璃屋面采光顶采用双向单层柔性索网结构,南北向长25.2m、东西向宽16m,面积403.2m^2,距地高度70.5m。施工前确定了详细的施工工艺并制定了切实可行的质量控制措施,保证了工程质量,取得了良好的施工效果。

浅谈游泳馆屋面单层索网结构安装监理——以苏州工业园区体育中心项目为例

苏州工业园区体育中心游泳馆屋面呈单层索网结构,采用空中溜索、空中组网的施工方法。介绍了钢结构游泳馆屋面单层索网的施工方案。阐述了承重索、水平安全网、猫道板和稳定索的安装过程及注意事项;针对承重索和猫道板摆动问题以及索网刚度不够问题,提出了合理化建议并加以实施,其效果满足施工要求。论述了质量控制和安全管理对索网安装工程的重要性。该方案在我国同类工程中属首次运用,达到了减少搭设组网操作架费用、施工中无安全事故发生等的预期目标。

用于点支承玻璃幕墙的单层平面索网结构设计

单层平面索网结构常用于点支承玻璃幕墙的支承结构。基于单索幕墙拉索的切线刚度的特点和有限元分析,对索的截面面积、预应力、温度变化及变形控制等因素对单层平面索网结构性能的影响进行探讨。

杭州亚运会拳击场馆杭州体育馆屋盖单层索网结构提升改造分析与设计

杭州体育馆是我国较早建成的马鞍形单层索网体育建筑,屋盖单层索网结构由56根承重索和50根稳定索组成。2022年杭州亚运会将用作拳击比赛主场馆,需进行提升改造设计。新屋面系统重量增加,导致原承重索最大拉力略超设计值,需要进行结构加固。通过不同方案的比选,确定了新增11根拉索的改造方案。进行了屋盖索网结构从拆除到增索、新建屋面系统的全过程施工模拟分析。结果表明,原屋面系统拆除过程中索网产生的较大上抬变形,必须设置配重以减小变形。以拆除前的现状为参考,原屋面系统拆除时索网上抬变形,新屋面系统安装完毕后则又比现有位置下降54mm,承重索的拉力略有增加。屋盖索网结构对风荷载和雪荷载较为敏感,地震作用和温度作用下产生的变形和内力可以忽略不计。此外,还进行了新索旧索索夹和新索端部节点的设计,并通过缠绕防腐胶带的方式提升索网耐久性。

考虑温度变化的单层索网幕墙结构非线性振动

考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了单层索网幕墙结构非线性振动方程。通过Galerkin方法,将偏微分程转化为常微分方程,并采用L-P法及KBM法对常微分方程进行了求解。以中关村文化商厦平面索网幕墙结构为实例,讨论分析了温度变化、振幅、初始位移、外激励等因素对单层索网幕墙结构非线性振动的影响。算例表明,温度变化对单层索网幕墙结构非线性振动影响较大;单层索网幕墙结构非线性振动呈现"硬弹簧"特性。

单层平面索网幕墙结构非线性分析

针对单层平面索网幕墙结构静力分析的特点,提出了二节点直线杆单元有限元模型。建立了非线性有限元基本方程,利用Newton-Raphson法进行计算,编写了相应的有限元程序。结合实例对索网结构的位移和应力进行了计算分析,并与ANSYS软件计算结果进行了对比,二者吻合较好。分析结果表明此单元模型有较好的精度,能适用于单层平面索网幕墙结构的非线性分析。

基于彭色列闭合多边形的马鞍状单层交叉索网体系研讨

依据彭色列双心椭圆闭合多边形几何定理,提出一种彭色列双心椭圆式马鞍形单层交叉索网体系屋盖结构。研究表明:彭色列双心椭圆式马鞍形单层空间交叉索网体系具有良好的受力性能,下凹承重缆索和上凸稳定索两组缆索协同工作,确保抗风稳定性。结合300 m级超大跨径的体育场屋盖结构,开展几何构形研究,进行工程参数设计,建立MIDAS有限元分析模型,开展马鞍形单层交叉索网体系找形分析,进行其竖向荷载和风荷载作用下的内力分析,验证彭色列双心椭圆式马鞍形单层交叉索网结构体系的合理性。

轮辐式马鞍形单层索网结构索长和外联节点坐标组合随机误差影响分析

通过随机误差影响分析索长误差和外联节点坐标误差对索力的影响特性,确定合理的误差控制指标.对比了定值分布、均匀分布和正态分布3种索长误差分布模型,分析了环索和径向索的长度误差对索力的影响,探讨了不同索长误差控制标准.计算结果表明,环索力受径向索长误差影响较小,径向索和环向索的索力受环索索长误差影响基本一致.索长误差限值越小,外联节点的安装误差限值越大.各榀外联节点的安装误差限值不同,高处限值比低处小.为满足索力误差不超出±10%的要求,案例工程控制指标为:拉索制作长度误差应不超出索长的±0.01%,低处和高处外联节点沿径向索方向的坐标误差应分别不超出±83和±67 mm.

单层曲面网壳钢结构屋面施工技术

针对单层曲面网壳钢结构屋面的工程特点,将网壳屋面分成三大部分,采取了分区分块对称安装、设置合理的合拢区域、分区同步卸载并对卸载过程进行监测等方法,确保了单层曲面网壳钢结构屋面的施工质量,从而顺利地完成了网壳钢结构屋面的安装。

绍兴瑞丰银行双塔楼-单层平面索网体系结构设计

绍兴瑞丰银行大楼由两幢高度不一的塔楼组成,采用钢筋混凝土核心筒-矩形钢管混凝土柱-钢框架结构体系,两塔楼间采用单层平面索网幕墙、钢桁架及轻钢玻璃形成空中中庭,存在拉索幕墙与主体结构相互作用的影响。结构设计时根据单层平面索网水平拉力,确定上部塔楼采用钢桁架刚性连接。通过计算四个不同风工况的作用并考虑主体结构刚度影响确定索网初拉力,采用施工模拟分析不同张拉顺序的预应力损失规律及程度。用带索网的结构模型进行整体结构分析,并对结构关键构件进行抗震性能化设计。在水平索一端设限力保护装置,在超设计风压作用下该装置能有效减小索拉力,保护主体结构的安全性。分析结果表明:结构各项指标均满足规范相关要求。

高层建筑中单层索网幕墙结构设计与施工研究

当前,单层索网幕墙在高层建筑的施工过程中被广泛使用,结构系统的主要组成部分是低碳索网。通过测量索网的刚度,可以快速获得良好的预应力。与现有的幕墙结构相比,施工过程复杂且设计和施工困难,因此确保高层建筑的施工质量非常重要。本文分析了各种单层索网幕墙结构,并详细分析了单层索网幕墙结构的设计和施工。在未来的高层建筑施工过程中,我们要合理地掌握单层索网幕墙结构的具体形状,并准确掌握索网结构的具体设计要素。

单层索网幕墙结构在高层建筑中的设计与施工研究

在当前的高层建筑施工过程中,单层索网幕墙已经得到十分广泛的运用,其中这一结构体系主要的组成是柔性钢索,通过索网刚度的测量可以快速获得良好的预应力。这一结构在施工过程中和传统的幕墙结构对比,在受力方面具有一定的复杂性,而且设计与施工难度方面都比较严格,对保障是高层建筑的施工质量具有十分重要的意义。具体分析不同单层索网幕墙结构的形式,并针对单层的索网幕墙结构具体设计情况与施工要点做出具体分析,希望今后的高层建筑施工过程可以合理把握好单层的索网幕墙结构具体形式,进而可以准确掌握好握索网结构具体设计要素。

智能单层屋面系统在钢结构屋面渗漏维修中的应用

近几年,随着PVC、TPO等高分子防水材料的引进及研发,国内单层屋面防水系统有了很大的发展。但是,在单层屋面系统出现渗漏现象时,传统的目测和钩针检查查找破坏点和虚焊点存在很大的难度,通过在常规的防水卷材与保温层之间增设智能检测层,借助智能检测的科学手段,可解决此技术难题。在此,以宁波亚洲浆纸业有限公司屋面维修工程为例,从设计、材料、施工、检测等方面介绍了智能单层屋面系统的应用技术。

单层轮辐式索网结构形状确定研究

索网结构的初始状态几何确定和零状态几何确定问题是索结构设计中得重中之重,其中单层轮辐式索网结构形状找形与传统索结构找形方法不同,详细阐述了单层轮辐式索网结构初始形态几何位形和零状态找形方法,并在参数化平台RHINO和Grasshopper结合四支座简化算例,证明文中阐述找形方法针对单层轮辐式索网结构具有良好的精确性和适用性。

单层斜交索网结构的静力及动力性能研究

对某实际工程中采用的单层斜交索网结构进行了静力及动力性能测试和分析研究。通过ANSYS有限元软件建立计算模型,分析中考虑了单层斜交索网的几何非线性及与玻璃面板的协同作用。在静力分析中,对比分析了该结构体系含面板与不含面板2种情况,在温度荷载、风荷载、恒荷载等作用下,面板对于整个斜交索网位移及内力的影响。在动力分析中,采用与实际工程更为接近的整体计算模型,对拉索幕墙体系进行模态分析,获取了该结构前20阶自振频率曲线及振型。最后,采用时程分析法考察了该结构体系在地震波作用下结构的位移时程曲线、各个拉索的最大轴力值,总结了在地震波作用下该结构系统的动力特性。

上海科技城超大钢结构屋面及中央厅卵形单层铝钛合金网壳施工

分述上海科技城超大钢结构屋面及中央厅卵形单层铝钛合金网壳的施工及安装控制措施。

弹性结构锚固单层索网的预拉力控制技术

锚固单层索网的弹性结构在预拉力作用下产生弹性位移,使得拉索的设计张力反复调试才能一致,并致后期施工张拉很难控制。针对这种情况,综合分析弹性位移产生的原因,采用位移补偿张力法进行仿真分析,一次性算出所有初始张力值,确保索在弹性形变后张力值与设计值一致。按照初始预拉力的计算结果,制定施工顺序,依次计算每根索一次张拉到位后的索力和位移,便于监测张拉过程索的形变是否合理,确保施工张拉一次到位,无需重复张拉。