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。

91m超大悬挑空间折板网格结构安装方法研究

广州某足球场为目前在建的10万座国际FIFA标准顶级足球场,其钢罩棚为巨型带肋空间折板网格结构。以此项目为研究背景,对比了提升+高空原位安装、累积滑移安装、竖向转体安装3种方法。而后,基于有限元计算对施工过程中结构构件的变形、应力的变化规律进行分析,对安装方法的可行性进行论证。研究表明:提升+高空原位安装及竖向转体安装方法均满足变形及应力控制的要求,提拉点的数量及布置对变形、应力影响较大。卸载阶段为施工全过程的关键控制步骤。竖向转体安装方法在工期、质量及进度等方面有较大的优势,在类似大跨钢结构项目中有广泛的应用前景。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的静力特性分析

为了解斜放网格混凝土棱柱面密肋折板网壳静力特性,采用有限元法计算了32个算例,通过有限元参数化分析考虑了结构的矢跨比、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构静力特性的影响。分析表明:屋盖具有较好的刚度和空间受力特性,且主拱和斜向密肋是屋盖中的主要受力构件;矢跨比对屋盖最大挠度的影响较大,并且随着矢跨比增大结构内力呈现下降趋势,建议矢跨比取1/6~1/4;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁的截面刚度对相连的斜向肋轴力影响较大,建议脊线的截面高度按屋盖跨度的1/65~1/34;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱的截面高度取屋盖跨度的1/51~1/36;边梁刚度在整体结构中的贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板厚在满足使用情况下不应取值过大。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的动力特性分析

为了解斜放网格混凝土拟柱面密肋折板网壳动力特性,采用有限元法计算39个算例,对比了周边支承和拱脚支承屋盖的自振频率与振型,通过有限元参数化分析考虑结构的矢跨比、支座约束、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构自振频率影响。分析表明:与下部结构协同工作时,周边支承对屋盖整体刚度提升较大;矢跨比对屋盖振动基频的影响较小,较大矢跨比会减弱端隔面外刚度,建议矢跨比取1/6~1/4;支座约束对屋盖整体刚度的提升很大;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁截面刚度在屋盖的整体刚度中贡献较小,建议脊线的截面高度按构造确定;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱截面高度取屋盖跨度的1/51~1/40;边梁刚度在整体结构中贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板作为结构刚度储备在满足使用标准的情况下不应取值过大。

西安北站大跨折板空间钢网壳施工技术

针对郑西铁路客运专线新建的铁路客运站——西安北站,分析其施工的重点与难点,编制临时支撑设置方案,设计临时支撑胎架类型与适用条件,提出主要构件的吊装方法,并进行站房屋面网架安装与就位验算。结果表明,网架吊装和就位在变形、强度和稳定方面均能满足要求。提出站房屋面主要网架安装过程质量控制要求,工程工期短、造价低,安全可靠。

沈阳文化艺术中心单层折板空间网格结构整体模型试验研究

沈阳文化艺术中心主体结构采用不规则单层折板空间网格结构,此结构面内、面外刚度受结构折板构型影响较大,内力分布与整体稳定性对折板构型的变化敏感。因此,对该结构进行了整体模型试验,以考察结构设计的安全性。针对试验模型构型复杂、加载难度大等特点,设计了基于"并联弹簧拉索按刚度分配荷载"的顶面网格加载系统和基于"使用定滑轮实现荷载转向"的侧面网格加载系统,完成对模型竖向恒载、活载与水平风载工况的有效模拟。试验结果表明,在设计荷载范围内,随着荷载的增大,结构位移与内力响应基本呈线性发展,模型竖向荷载向基础的传递主要依靠竖向主构件实现,环向主构件起拉结作用。同时,对模型结构进行了有限元分析,分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析模型的合理性与分析结果的准确性。在此基础上,进行了原型结构的稳定承载力分析和出现局部破坏时的抗连续性倒塌分析,证实该结构在设计荷载下具有足够的稳定承载能力和抗倒塌性能。

空间折板式斜交网格结构施工仿真分析

空间折板式斜交网格结构由于结构体系及节点构造复杂,施工过程中影响结构受力和变形的因素众多,对整个施工过程进行仿真分析和监测成为保证结构施工安全的重要技术措施。以黄石体育馆钢屋盖工程为例,基于有限元理论的状态变量叠加法,进行了其施工过程的仿真分析,确定了施工过程中屋盖结构的关键杆件与部位,并现场监测了主要杆件的应力和节点的位移。结果表明,施工仿真计算值与实测值吻合较好,验证了施工仿真分析方法的有效性和监测的可靠性。

某体育馆的结构分析与设计

随着国内空间结构的迅猛发展,大跨度四坡双层折板网格结构在大型公建项目中的应用越来越多。通过本工程的分析表明,四坡网格结构经过精心设计,能取得安全、经济、美观的综合效益,可为类似工程提供参考。

钻石体折板式网格结构稳定性分析

某研究机构科研楼采用折板式网格与网架组合而成的空间结构,外形类似钻石体。该结构从中部开始往下内收,仅底部周边有柱脚支承,内部无支撑,约束较少,空间关系复杂,整体稳定性问题突出。利用ANSYS软件进行特征值屈曲分析,确定结构的初始几何缺陷分布,进而进行结构的非线性屈曲分析;研究了节点刚度、结构关键部位对整体稳定性能的影响;通过特征值屈曲分析反算了结构主要杆件的计算长度系数。分析结果表明:该钻石体折板式网格结构为对初始缺陷不敏感结构;在D+L工况下,考虑几何、材料双重非线性时,结构的临界荷载系数约为2.45,满足规程要求;节点的刚度对结构的稳定性影响较小;关键部位失效后,也不会发生结构的整体倒塌,证明了折板式网格是一种稳定性较好的空间结构形式。

梧州体育中心-体育场主看台钢罩棚结构方案设计

梧州体育中心-体育场主看台钢罩棚结构方案为斜拉折板空间网格结构。文中详细介绍了该结构体系的特点、静力分析情况,通过SAP2000的计算校核结果验证了该结构方案的安全性能,并分析了因增设连接件、加劲板等附加构件自重对结构各项指标影响的敏感性。

万州三峡文化艺术中心大剧院大跨度复杂空间网格钢结构设计

万州三峡文化艺术中心大剧院为大型公共建筑,结构形式高大空旷,屋盖采用由异型空间网格、网架、桁架三部分组成的大跨度复杂空间网格钢结构。其中,网架为舞台屋顶结构;桁架为观众厅屋顶结构;异型空间网格为外围围护结构。网架采用上弦支撑的正交正方四角锥结构,桁架采用上弦支撑的单向带立体支撑结构,围护体系采用由三角形及四边形组成的空间不规则折板式单层网格结构。分别对三种结构体系、网格划分、构件选择及节点形式等设计情况进行介绍,并对围护结构的整体稳定和关键节点进行分析。结果表明,常规网架及桁架适用性较强,结构安全性较好。空间折面异型网格结构的侧向刚度和抗震性能良好,结构工作原理为刚架和网壳的结合,对于屈曲初始缺陷不敏感。

广东水利水电学院文体馆屋盖结构方案设计

针对广东水利水电学院文体馆的折板型屋盖,采用常用的主次桁架和折板网格方案分别建模计算分析,对两种结构方案进行了比较.主次桁架方案传力路线清晰、挠度小、造型美观,但整体性差;折板网格方案整体性好、用钢量省,但局部受力较大,相应杆件截面较大,球节点会用到非常规直径.在考虑将两种方案优势互补基础上提出了一种新型的组合桁架与网格复合结构体系.对复合结构体系屋盖及主体混凝土结构进行了整体计算分析,并在此基础上利用弦支结构的概念对屋盖结构进行了优化,折板型屋盖结构的受力性能及用钢量得到明显改善.

广州歌剧院空间异型大跨度钢结构设计

广州歌剧院建筑造型奇特,其屋盖与幕墙组成的外围护体系为空间不规则折面组合型体,结构采用了空间折板式三向斜交单层网格结构。本文对其结构体系、构型和网格划分原则、杆件截面选取及节点形式等设计情况进行介绍,列举结构在重力荷载、风荷载、地震作用及温度作用下的变形和内力情况,对结构整体稳定分析、节点分析和铸钢节点足尺试验等关键问题进行论述,并对结构的工作机理和受力特性进行总结。结果表明,该体系对奇异建筑型体的适用性强,侧向刚度和抗震性能良好,结构工作机理以刚架作用为主,整体稳定问题不突出,结构对初始缺陷不敏感。