六安市广播电视发射塔关键节点有限元分析及优化

以308m高的六安市广播电视塔工程项目为背景,以球形塔楼与外塔架之间转换部位的关键节点为研究对象。采用大型通用有限元软件仿真计算的方法,研究了不同主管壁厚、不同内加劲板宽度、厚度、设置的位置及数量的改变对节点的承载力的影响,最终给出了相对较合理的节点优化方案。

AI总部基地型钢混凝土柱—钢牛腿节点有限元分析

南京江心洲AI总部基地由27层120m高的A塔和18层80m高的B塔连体组成,其中A塔和B塔通过36m跨度钢结构空中连廊在低位4~6层和高位16~18层弱连接为一体,弱连接方式主要是通过型钢混凝土柱外伸牛腿并设置铅芯橡胶支座来实现,设计考虑上层支座安装就位后主要承担全部竖向荷载和水平荷载,中间层支座通过调平后开始逐步分担部分竖向荷载和水平荷载,下层不设支座,仅通过竖杆悬挂桁架受力。主要采用ABAQUS通用有限元软件对该型钢混凝土柱—钢牛腿关键节点进行了有限元分析,分别考虑了连廊荷载全部由上层支座承担、由上、中两层支座共同承担以及大震弹塑性三种工况下节点的受力情况。分析结果表明:该节点传力可靠,承载力满足设计要求,达到了大震不屈服的性能目标,实现了考虑施工调平情况下高、低位连廊的包络设计。

某自由曲面单层网壳结构设计与节点分析

以某购物中心中庭采光穹顶自由曲面单层网壳为研究对象,介绍了网格划分原则及结构布置,分析了恒载、活载、雪荷载、风荷载、温度作用及多遇地震作用等多种工况下的静力受力变形性能,验算了结构的整体稳定性能。对比研究了活载的不均匀分布对结构线性屈曲承载力的影响,结果表明活荷载的不均匀分布不影响本工程单层网壳的稳定承载力;并进行考虑结构初始缺陷的非线性屈曲分析。采用多尺度有限元分析方法,对比分析了三种不同尺寸的中心圆筒节点受力性能,节点有限元分析能真实反映节点的受力性能及其对整体结构性能的影响,可为其他类似工程提供参考。

门式刚架新型节点力学性能分析

通过对螺栓端板竖放常规和圆弧形加腋两种节点的ANSYS有限元分析,得出加腋改造后节点受力性能明显好于常规节点,且该种加腋构造简单,易于工地现场施工,加腋后节点模型刚度大,满足强节点弱杆件设计原则。加腋对节点域有较好保护作用,承载力高,延性较好,可缓解节点域应力过分集中,模型加载时破坏以梁端位移过大为破坏准则,破坏时节点域变形很小。

方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点受力性能分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是设计组合结构的一个主要内容。利用ANSYS有限元软件,分析了连接方钢管混凝土柱与H型钢梁的一种新型节点的应力分布情况和内力传递机理,以及影响节点受力性能的主要因素。

某钢桁架连桥节点设计及拓展分析

钢桁架结构是工程应用非常广泛的一种结构体系。以实际工程的钢桁架结构为背景,该钢桁架结构主要受力构件采用箱形截面,对其关键节点进行设计、分析及优化,并在此基础上拓展到H型钢构件的"K+T"形节点设计,提出了"K+T"形节点设计中存在的问题和优化方案。

外框拱转换在某框筒结构中的应用分析

以TCL先进半导体显示产业总部为背景,介绍了框架-核心筒混合结构中采用拱结构转换外框柱的应用与分析。通过模型对比,评估了拱结构对整体结构抗侧刚度的影响。针对单拱转换外框柱的结构特点,分别进行构件内力和楼板应力分析,探究了核心筒与外框拱之间的剪力传递机理,采取相应的构造加强措施。针对拱结构的关键节点,建立实体有限元模型进行分析,并考虑了钢管混凝土的脱粘效应,确保了节点的构造合理。通过合理的楼面梁布置及屈曲分析方法,可保证拱结构平面内外的稳定。施工模拟分析结果表明,通过预留施工缝可以减小拱结构拉梁上楼板轴拉力。综合以上分析结果,在框架-核心筒混合结构中采用拱结构转换技术可行,通过相应的计算分析和构造措施可有效保证结构的安全可靠。

某超高层建筑底部斜柱转换的结构设计与分析

对某底部斜柱转换的高层建筑结构进行整体结构分析、多遇地震作用下的弹性时程分析以及罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,并对斜柱对结构整体的影响、斜柱传力、斜柱层楼板应力以及斜柱节点设计进行了专项分析。根据计算分析,对关键构件及部位从计算和构造两方面采取加强措施,使结构整体及各构件的抗震性能均能达到设计的预期目标。

嵌入法在某双拱支承体系的关键节点有限元细化分析中的运用

一般而言,节点有限元分析是单独建立节点模型,再施加近似边界条件进行有限元分析,但这种方法存在较多的人为假定边界等因素。采用嵌入法,即将节点模型和整体结构分析模型建立一起共同分析,以一种新型的双拱支承体系中部分关键节点为例(包括拱脚支撑节点、铸钢节点和管桁架节点),进行了详细有限元分析,详细考察这些细部节点构造的安全性。在分析的过程中采用嵌入法,较好地解决了边界加载的难题。结果表明,基于嵌入法进行关键节点有限元细化分析是可行的,且可以很好地解决边界加载的难题。

L形加劲板方钢管混凝土柱—型钢梁节点性能研究

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是发展组合结构体系的关键技术,利用ANSYS有限元分析软件,对钢管混凝土柱与型钢梁的一个新型节点进行了空间非线性有限元分析,分析了对称荷载作用下该节点内的应力分布情况和内力传递机理。同时,通过改变加劲板的参数,分析了影响节点刚度的主要因素,确定了影响节点刚度的各参数对外部T形加劲节点刚度的影响规律。结果表明:通过设置加劲板有效地降低了节点的应力集中,使其在钢梁中部产生了明显的塑性铰,从而降低了节点破坏的可能性。通过综合分析影响加劲板的参数,提出了该类型节点改进的建议。

某160m宽料场网壳结构设计分析

某冶金原料场宽度达160m,采用两侧落地支承的双层网壳结构进行封闭。为有效控制结构高度,充分提升结构内部空间利用率并改善结构受力性能,利用料场1/4宽度处的纵向挡料墙设置2道纵向柱列支承网壳结构,柱列采用大柱距的树型柱。网壳结构厚度3.6m,矢跨比1/3.2,采用两个程序对结构进行静力对比分析,补充基于Abaqus的结构非线性整体稳定性分析和树枝型复杂节点有限元分析计算,结构各项性能指标均能满足规范要求,投入使用后效果较好。

某柔性连接大跨钢结构连廊的设计与分析

三角咀产业园项目的塔楼与裙房之间通过跨度为42m的钢桁架连廊相连。钢连廊与两侧主体结构之间采用抗震支座形成柔性连接。主要从支座选型、结构静力分析、抗连续倒塌分析、罕遇地震下的变形计算、楼盖舒适度分析以及节点多尺度有限元分析等方面对钢连廊进行了设计与分析。分析结果表明,该连廊的刚度、承载力以及支座变形均很好地满足相关规范要求,此分析方法对其他类似钢结构连廊工程的设计有一定的参考价值。

某自由曲面单层网壳钢屋盖设计分析

宿迁某工程由6个混凝土框架结构及连于6个单体之间的自由曲面单层网壳钢屋盖组成。单层网壳长76m,宽13~39m,由三个不同高度的波峰形成平滑自由曲面。本文针对此单层网壳,通过结构试算进行找形分析,对不同网格划分角度及不同波峰高度进行对比计算,选取结构受力最优曲面;另外,采用适合此单层网壳的支座形式,分析结构振型、位移、承载力、屈曲模态及双非线性稳定等受力性能及指标,保证结构承载能力极限状态及正常使用极限状态;同时,对关键节点进行有限元分析,进一步保证结构安全性,并探讨不同节点加劲肋布置形式的受力性能及可行性。本工程可为类似自由曲面单层网壳结构的设计分析提供一定技术借鉴。

深圳地铁汇通大厦负一层型钢混凝土框架柱偏位问题的分析与处理

深圳地铁汇通大厦为地下6层,主塔楼地上55层的超高层办公楼。地下为1、7、9、11号四条地铁线换乘车站,为确保枢纽及周边建筑安全,本项目地下室采用盖挖逆作法施工。当地下室逆作施工完成,开始施工一层柱时,发现负一层伸出地面部分的塔楼十字钢骨柱轴线偏差、扭曲均较大,导致一层柱与负一层柱无法直接对接,不能按原设计型钢连接做法施工。文章针对柱子型钢偏差采用了原位节点焊接过渡钢板的纠偏方案,并采用ANSYS软件进行节点有限元分析,表明该方案可行,可以实现上下柱力的传递。

某斜交网格结构参数化建模与分析

甘肃体育馆比赛馆外幕墙采用斜向金属网格表皮,采用双层斜交空腹网格钢结构体系,通过内外双层斜交网格及中间的撑杆、水平斜拉杆形成一个可靠的抗侧力体系。内网格通过上端铰接节点和下端滑动节点与主体结构相接,外网格悬挂在顶部支撑结构下,内外网格均为拉弯构件可大幅减小杆件截面尺寸。考虑结构超长,设置14道温度缝结合下端滑动支座解决了温度应力较大的问题。考虑到斜交网格布置规则、有韵律感等特点,适合于参数化建模,本论述利用Rhino软件的编程插件Grasshopper进行可视化编程,采用参数化建模的方法快速生成幕墙结构杆件并导入有限元软件进行后续分析,极大地提高了工作效率。菱形截面撑杆连接内外网格,该处节点受力构造较复杂,对该节点进行有限元分析可保证关键节点处于弹性工作状态。

某超限高层建筑的斜撑转换结构专项分析

某超限高层建筑的斜撑转换结构受力较为复杂,基于ABAQUS软件,采用考虑几何非线性和材料非线性的有限元法,对2个斜撑连接节点进行设计工况下的应力分析和极限承载力分析。另外采用ETABS软件,对竖向荷载作用下的斜撑转换结构进行了有无考虑核心筒混凝土收缩徐变的施工模拟分析。结果表明:斜撑连接节点在设计工况下处于弹性状态,节点具有一定的承载能力储备,达到极限状态时,节点区未出现破坏,满足"强节点弱构件"的抗震性能要求。进行转换层结构竖向荷载分析时,考虑核心筒混凝土收缩徐变的影响,转换层杆件内力出现明显的内力重分布现象,随着时间的推移,部分转换斜撑的轴力有较大增长,在承载力验算时应考虑内力重分布的影响,对受影响较大的斜撑适当进行加强。

北京市崇文门商场结构改造关键节点设计

在北京等大城市的老旧商场里,因为业态更新引发的加固改造问题,是普遍存在的。本文以北京市崇文门商场改造为具体实例,阐述了此类商场改造工程中遇到的普遍性问题及解决方法,对类似工程有借鉴参考意义。文中涉及改造内容是根据业主的需求及业态更新需要,在原结构上进行改建,结构上出现较复杂的加固节点设计。主要涉及钢梁长悬挑、大跨度钢桁架、滑动支座等多处关键性节点。文中通过对结构进行舒适度计算、节点有限元分析、现场施工可行性分析等,综合性地解决了上述问题。本文还根据结构本身特点及现场实际情况,分析了施工现场的困难情况,安全施工的便利性等。通过改变设计方法和积极应对的构造措施,来解决现场实际困难。最后总结了在较复杂的原商业建筑基础上,通过多种结构手段,可以完成建筑改造的设计意图。在加固工程中要重视施工工艺的现场实现情况,创造性地找出方法,可以稳妥解决现场实际问题。

杭州亚运会板球馆结构分析及屋盖抗风设计

杭州2022年第19届亚运会板球场馆主体采用了钢框架的结构形式,其大悬挑屋盖采用了空间网格结构。因功能及平面布局较为复杂,故采用了YJK、PKPM和MIDAS等多种软件对主体结构进行了整体协同分析和对比计算。通过弹性及弹塑性分析计算,所得的各项指标均满足规范要求,结构选型合理、安全可靠;针对楼盖进行了舒适度分析,对复杂节点进行了有限元分析,并采取了必要的加强措施;大悬挑屋盖结构的抗风设计,采用了基于CFD的数值模拟分析数据作为参考,作为荷载规范的补充依据。

成都体育学院体育场罩棚结构设计与关键节点分析

为了实现成都体育学院体育场罩棚屋面环向不连续的台阶状造型,同时保证结构连续性,提出了一种上弦组合截面管桁架。通过自编程序赋予Grasshopper生成的几何模型截面属性,并将模型接入SAP 2000,对罩棚的模态、应力、变形、屈曲情况进行计算分析,采用ABAQUS对关键节点进行有限元分析。结果表明:采用上弦组合截面管桁架的罩棚结构布置合理,传力明确,整体性较好,节点设计安全可靠,能完美呈现建筑台阶状造型,可为类似结构设计提供参考。

某乐园建筑大跨度三角桁架结构设计

研究论述了某乐园建筑的大跨度屋面钢结构在设计中遇到的难点及解决办法,对此屋面钢结构,根据建筑要求选取合适的结构形式;分析不同支座优缺点以及选用合适的支座类型,进行拉索单元分析、施工阶段分析等。选取了一个复杂的支座节点进行有限元分析,并且对如何设置节点板提出合理建议。