大跨度封闭料场空间桁架拱骨架膜结构的设计与施工

本文以南方某钢厂综合料场封闭项目为例,简要介绍大跨度封闭料场空间桁架拱骨架膜结构的设计思路及施工方案,重点从结构选型、分析、设计及施工方面对大跨度空间桁架拱骨架膜结构的性能及特点进行阐述,体现出空间桁架拱骨架膜结构在料场封闭项目的优势。

空间桁架拱支索网结构的静力特性分析

桁架拱受力性能明确简洁、施工方便、具有良好的力学和美学性,在工程实际中被广泛应用。本文结合桁架拱的特性,提出一种新型空间桁架拱支索网结构。通过有限元参数分析,探讨了索网预应力、索网荷载形式等主要设计参数对该体系静力性能的影响。所得结论可供设计时参考。

空间桁架拱模型框架柱受剪承载力分析

建立了钢筋混凝土框架柱斜截面受剪承载力计算的空间桁架-拱模型,该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土抗压强度降低的特性,满足应力平衡方程。理论计算结果与试验结果对比表明,空间桁架-拱模型是合理的,提出的计算公式可作为双向受剪承载力设计的参考。

矩形截面两铰空间桁架拱平面内稳定性

本文主要研究矩形截面圆钢管空间桁架圆弧拱的平面内稳定性,包括平面内一阶弹性屈曲,弹塑性稳定承载力和失稳机制的研究。首先,介绍了考虑剪切变形的一阶整体弹性屈曲荷载计算公式,并运用有限元验证了公式的适用性。其次,研究了空间桁架拱在径向均布荷载、全跨竖向均布荷载和半跨竖向均布荷载作用下的平面内稳定承载力。通过引入纯压正则化长细比和稳定系数,得到桁架拱的纯压平面内稳定曲线和设计公式,为压弯荷载作用下桁架拱的承载力设计方法的提出奠定了基础。结果表明:可以参考《钢结构设计标准》中的c类柱子曲线来评估纯压桁架拱的整体稳定性能。分析了空间桁架拱在压弯荷载作用下的破坏模式和相应的破坏机理,结果表明:破坏模式主要分为整体失稳、弦杆局部失稳和腹杆局部失稳,其中弦杆和腹杆局部失稳会显著降低拱的承载力。

空间桁架拱支索网结构稳定性的模型试验

空间桁架拱支索网结构是一种新型空间混合结构体系。为进一步研究这种体系的力学性能 ,分析预应力索网对空间桁架拱平面外稳定性的影响 ,制作了一个 1:2 0的空间桁架拱支索网模型 ,并通过静力加载进行了试验研究。利用有限元软件 ANSYS对模型进行了数值分析。模型试验与理论分析结果的比较分析表明 ,这种混合结构的整体受力性能良好 ,预应力索网的存在约束了桁架拱的平面外变形 。

倒三角截面空间桁架拱平面外弹塑性稳定设计方法研究

该文研究了倒三角截面两铰桁架拱和固支桁架拱的平面外稳定性能:首先介绍了倒三角形桁架拱的平面外弹性屈曲荷载,此后采用大挠度弹塑性有限元方法,通过引入纯压正则化长细比和纯弯正则化长细比,分别建立了纯压和纯弯桁架拱的平面外弹塑性稳定设计方法。在此基础上,研究了杆件的变形对桁架拱平面外整体稳定性能的影响,并通过两个相关系数将该影响体现在稳定承载力设计方程中。进一步,依据有限元数值计算结果,提出了全跨水平均布荷载或半跨水平均布荷载作用下桁架拱的轴力和弯矩稳定承载力设计方程,供倒三角截面桁架拱平面外稳定性设计。

钢管空间拱桁架在不同场地条件下弹塑性地震响应对比分析

以跨度150m、矢跨比0.25的钢拱桁架结构体系为研究对象,基于四种场地类别分别建立四种模型,运用SAP2000软件和集中塑性铰理论,进行在地震波作用下的动力弹塑性性能分析.分析中考虑了几何和材料双重非线性影响,分别获得了结构在不同场地类别下的失效承载力、节点位移响应、位移延性系数、塑性发展程度以及结构整体变形形态.结果表明:按多遇地震作用设计,场地由硬变软,用钢量变化很小,按满足罕遇地震下安全工作的性能要求进行设计,用钢量变化较大;在不同地震波作用下,拱桁架多因靠近跨中与拱脚附近的腹杆首先退出工作导致结构失效破坏;不管场地硬或软,结构失效时塑性发展程度均较浅,进入塑性的杆件数量均较少,最终破坏是由"薄弱部位"形成塑性铰区域导致结构成为机构而倒塌;场地由Ⅰ类到Ⅳ类变化时,对应结构失效界限地震波峰值的比值为1∶0.802∶0.766∶0.721.

节点刚度对空间管桁架拱动力性能影响的研究

为研究相贯节点刚度对空间管桁架拱动力性能的影响,在节点域板壳单元与弹簧单元的动力性能一致性得到验证的基础上,建立节点域精细化弹簧模型,采用材料与几何非线性有限元法分析结构模态与地震时程响应。以跨度为50m,矢跨比为0.29的倒三角形截面空间管桁架拱为算例,结果表明:节点域弹簧模型的基频比普通模型低8.81%。加速度峰值为0.4gal的各向地震作用下,节点未进入塑性状态,节点处引入弹簧单元能有效地考虑节点的半刚性,相对于理想刚接的情况,节点位移响应相差不大,而轴力响应较为明显,水平地震作用下结构的内力增大了25.53%,竖向地震作用下结构的内力增大了4.89%,三维地震作用下结构的内力增大了22.49%。对不同跨度、矢跨比的空间管桁架拱进行了时程响应分析与讨论,计算结果表明:在大跨度管桁架拱节点设计分析中,节点刚度对结构动力性能的影响有较强的敏感性;节点刚度对不同矢跨比管桁架拱动力响应的影响与地震波的输入方向有关,此类结构在强震作用下,不宜采用未考虑节点刚度的模型进行动力响应分析。

膜结构技术在环保型均化堆场中的应用

基于目前国内氧化铝行业均化堆场常用的传统结构形式及其优缺点,本文重点介绍了一种新型的环保技术一NEUI-PE轻量化骨架膜结构封闭技术,以及该技术在均化堆场中的应用和优势。体现出该技术应用于环保型均化堆场的合理性、经济性及先进性。未来大跨度环保型堆场将成为建设主流,可以预期NEUI-PE轻量化骨架膜结构封闭技术将广泛应用于类似行业的环保型堆场中。

直接分析法在索结构设计中的应用

在阐述《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)等规范中与空间网格结构设计相关的稳定性设计规定的基础上,以某跨度为155m的含预应力索的空间拱桁架结构为例,对直接分析法和有效长度法的设计结果进行了比较。结果显示,在按应力比1.1进行计算长度法设计之后,再采用直接分析法进行杆件的验算和截面微调,可以使结构既满足直接分析法稳定性要求,又可较应力比为1.0的计算长度法设计结果节省4.5%的用钢量。

国外某机场新航站楼大跨度三角形截面倾斜拱桁架吊装施工技术

国外某机场新航站楼屋面主承重构件由双向弯曲的大跨度空间三角拱桁架组成,构件异形、倾斜、重量较大,吊装施工难度极大.以空间三角拱桁架为例,在海外工程不断探索实践,适应当地不同规范要求,从吊装设备选用、寻找重心、受力计算、过程分析等方面介绍了吊装施工技术,探索出了一条安全、高效、快捷、精细化的吊装专业化管控道路.

福银高速公路福州收费站大跨度索膜结构设计

福州收费站索膜结构工程跨度大,结构体系新颖,由空间拱钢桁架、张拉索膜结构组成,是福州西大门标志性建筑。本文介绍了工程结构体系特点、结构分析和设计,节点构造,可供类似设计参考。

矩形截面框架柱斜向受剪承载力计算模型

为避免矩形截面框架柱在斜向水平地震作用下发生脆性破坏,通过试验研究14根框架柱在斜向水平荷载作用下的受力性能和破坏机理。以桁架-拱模型为基础建立计算矩形截面框架柱斜向受剪承载力的空间桁架-拱模型,该模型主要考虑了框架柱截面面积、混凝土和箍筋材料强度、配箍率、轴压力以及混凝土强度折减系数对其斜向受剪承载力的影响。最后,利用该文以及其他试验共计30根矩形截面框架柱的斜向受剪承载力试验结果对此空间桁架-拱模型的可行性和适用性进行了验证,试验结果与计算值的对比表明利用该模型可以安全计算矩形截面框架柱斜向受剪承载力。