悬挂网壳结构风压分布的环境影响因素研究

为了研究环境因素对机场大跨度悬挂网壳结构风荷载分布特性的影响,通过在SST k-ω湍流模型的基础上结合CFD技术对悬挂网格结构进行风洞试验数值模拟,验证了数值模拟方法的准确性并对比研究了周边建筑、围护结构、地势高低与支撑结构等不同环境因素下悬挂网壳风荷载分布规律,发现:周边建筑可以对风荷载起到遮挡效果,降低网壳表面风压,遮挡效果随着夹角的增大逐渐衰弱;有围护结构的封闭式悬挂网壳较开放式悬挂网壳存在更大的风压梯度,在一定程度上可以提高结构承风能力,但对于非规则网壳结构无规律可循,故在实际工程中,需根据情况具体分析;随着悬挂网壳结构所处地势高度的增加,其受到风压的影响程度有一定的增幅,但当地势变化差异不大时,结构受风扰动不明显;拱梁对结构表面风压分布趋势影响较小,对风荷载起到了遮挡作用,可以降低悬挂网壳结构风压系数值。

悬挂钢-木塑单层球面网壳的设计及分析

对采用绿色可再生木塑作为主要材料的悬挂网壳进行了设计和分析。对比了多种材料的相关性能,创新性地采用木塑共挤材料作为网壳的主要受力杆件;结合建筑和布线的需求,设计了木塑杆件的截面形式,开发了新型钢-木塑组合节点;采用有限元分析软件对网壳模型进行了相关的力学分析,对比了不同节点连接形式的结构内力、位移及挠度;对网壳进行了特征值屈曲分析及考虑初始缺陷的几何非线性屈曲分析,得到了该网壳的安全系数。分析结果表明,该新型网壳在正常使用过程中的结构内力、变形和稳定性均能满足现行相关规范要求,具备推广应用价值。

上海滨江城风塔高耸悬挂结构设计

上海滨江城风塔主体结构高度约180m,采用了钢筋混凝土筒体+外悬挂圆柱面斜交网格钢网壳的高耸悬挂结构体系。通过优化核心筒墙体布置及墙厚、分析筒体在重力二阶效应及水平荷载作用下墙肢拉压形态变化和屈曲模态、对比外悬挂幕墙对结构重心提高的影响,确保了主体结构具有良好的抗震性能。同时,结合风洞试验结果,在悬挂结构底端采用自主研发的连杆支座实现了铰接连接节点的功能,且分析结果表明:节点试验结果与节点设计的性能一致,说明节点设计可靠,可以保证外悬挂幕墙钢网壳的安全性。

180m高多功能隧道通风塔结构设计

上海某过江隧道通风塔高180m,同时具有隧道通风、旅游观光、餐饮商务等多种功能和业态,是一种新型的建筑形式。该通风塔平面接近正圆形,中央核心筒接近椭圆形,采用混凝土筒体+悬挑楼板+幕墙网壳结构体系,幕墙采用悬挂式滑动柱面网壳结构。详细阐述了该通风塔的结构设计思路、设计方法、设计难点和解决方案;比较了通风塔主体结构风洞试验和规范风荷载作用下的楼层剪力、弯矩的差异,并分析了前者远大于后者的原因;给出了YJK、ETABS和SAP2000等多种软件分析得到的主体和幕墙结构的主要计算结果,以及采用ABAQUS软件进行罕遇地震动力弹塑性分析的结果。结果表明,该通风塔结构在各种工况下均足够安全。最后,总结了设计过程中的经验并进行了几点思考,提出了对同类型建筑的结构设计建议。