带悬臂的张弦梁拉索-支座节点力学性能研究

为得到带悬臂的张弦梁拉索-支座复杂节点在不同工况下的力学性能变化规律,以及在设计荷载组合下的破坏模式,结合某大跨度张弦梁实际工程,通过建立多尺度有限元模型以及现场试验的方法研究了该节点在张拉过程中的应力、应变分布特征;通过局部节点有限元分析得到了节点的极限承载能力及破坏模式;并针对其受力特征对节点构造及壁厚进行优化。结果表明在施工及使用阶段,该节点应力均处于弹性范围内,满足力学性能要求;节点的破坏荷载约为设计荷载组合的3.2倍,破坏模式为耳板上拉索孔区域受拉破坏;优化后节点的应力分布更加均匀且合理,承载能力提高。

悬挂式钢结构拉索连接节点的研究

随着建筑形式的多样化,索结构因其轻盈的造型赢得建筑师的青睐,应用形式也多种多样。本工程通过参考国内大型典型节点形式,结合工程本身节点受力特点,依照索结构节点设计构造应尽量简单,并做到传力路线明确、确保安全并便于制作安装的要求,通过构想建立几何模型,通过有限元软件选择计算单元类型、划分网格、施加约束与荷载后计算分析,保证了日照市科技馆所用拉索节点安全可靠,对该类型节点的设计提供参考。

某电厂煤场封闭大跨度张弦拱桁架结构分析与设计

某电厂煤场封闭采用大跨度张弦拱桁架结构体系,跨度192m,长度218m,断面采用三心圆形式。满足设备堆取煤作业要求,结合网格规范中拱桁架参数建议,进行了主桁架、联系桁架、交叉撑和拉索布置;根据相关规范考虑荷载效应和荷载组合,进行了结构静力性能和动力性能分析和设计;按照第一阶屈曲模态考虑初始缺陷分布模式,进行了非线性稳定分析;针对拉索锚固关键节点,建立有限元模型进行极限承载力分析,承载力高于拉索破断力;最后给出该种结构设计建议。

交叉布索新型索-拱结构的静力性能及参数分析

结合弦撑式索-拱结构的撑杆布置特点以及张弦式索-拱结构的布索特点,提出了一种交叉布索索-拱结构。为了研究拉索节点位置、矢跨比、预拉力对新型索-拱结构的静力性能影响,建立了跨度60 m的交叉布索索-拱结构,采用ANSYS分析结构的静力性能,得出了一些实际性的结论。拉索节点位置越靠近拱体中点越可以极大地提高结构的竖向刚度,在均匀荷载作用下,拉索节点位置半跨1/6处结构的最大竖向位移比5/6处降低了40%;矢跨比的增加会提高结构拱脚处的稳定性,在不均匀荷载作用下,矢跨比0.15结构的水平支座反力比0.4降低1/3以下;预拉力的增加会降低下部索松弛的风险,但是增加拱体承担荷载的压力建议预拉力取值200 kN左右。

广州空港会展中心复合张弦桁架结构体系选型与分析

广州空港会展中心标准展馆利用结构参数化工具对多种类型展馆结构进行选型对比,综合建筑效果、使用需求和经济指标,首次在展馆内采用复合张弦桁架结构体系。对复合张弦桁架结构进行非线性设计分析、双非线性稳定分析、防连续性倒塌分析和不平衡吊挂荷载分析,结果显示,结构各项计算指标均满足规范要求,并具有足够安全冗余度。高风压作用下拉索可维持足够的索力并且不松弛,屋面变形可控。相关索节点传力清晰,背锚节点有利于现场张拉施工。下弦拉杆在初始态到全荷载态的全受力过程中拉压变向,下弦杆受力满足不同荷载状态需求。复合张弦桁架结构体系满足多种施工方式选择,张拉施工快捷、方便,地坪、屋盖施工互不干扰。复合张弦桁架结构在沿海高风压地区具有优越的受力性能和建筑表现力。

锚筋式埋件节点拉拔试验及有限元分析

锚筋式埋件节点在索支承幕墙中应用广泛,且节点承受较大拉力。为了解拉索节点中锚筋式埋件的实际力学性能,制作了3个单拉索节点试件和2个三拉索节点试件,并对试件进行受拉承载力试验。结果表明:采用锚固长度大于30倍钢筋直径且端部加强的构造时,锚筋式埋件节点中不会出现混凝土与锚筋的黏结滑移破坏,仅出现锚筋的拉断;在三拉索节点中,边索受荷不会影响中索的承载力。另外,针对单拉索节点进行了有限元模拟。对比两者的结果可知,有限元分析所得的单拉索节点荷载-位移曲线与试验所得曲线能够较好地吻合,并且两种曲线的屈服荷载与极限荷载误差均在6%以内。

新型弦支刚架结构体系的设计与分析

结合某一实际工程,在对比研究梁柱节点连接形式对弦支刚架结构性能影响的基础上,确定了梁柱节点采用刚性连接的形式。针对风吸荷载较大的情况,分析了弦支刚架的预应力设计方法。鉴于弦支刚架的梁柱-拉索节点受力复杂,设计了补强型梁柱-拉索节点,并建立有限元模型分析其力学性能,验证了补强型梁柱-拉索节点受力的合理性。通过分析弦支刚架的整体力学性能,得到其力学分布规律,同时分析结果还表明,弦支刚架的刚度大,结构变形小。对比弦支刚架与普通门式刚架在相同荷载下的内力表明,相对普通门式刚架上弦梁的跨中弯矩,弦支刚架上弦梁的跨中弯矩减小了69.35%。

广州亚运会开幕式主会场看台结构设计

广州海心沙公园为2010年亚运会开、闭幕式主会场,主看台采用钢框架结构,罩篷采用带斜拉索的空间网格结构体系。介绍了看台的结构布置,讨论了下部看台的静力弹塑性分析、斜拉罩篷结构的索预应力控制、整体稳定分析,在对下部看台和上部罩篷的整体建模分析基础上,对看台整体结构进行了包络设计、弹性时程分析、楼板弹性应力分析、大震不屈服验算等。总结了新型节点构造,探索了带大跨度悬挑罩篷的看台结构设计方法。