树状空间网格钢结构的模块化建造全过程模拟

新颖的建筑造型和严苛的施工环境对传统建造方法提出了挑战。基于某树状空间网格钢结构项目,提出了一种模块化建造施工方案,即预先对结构进行施工段分解,然后借助龙骨支撑架配合拉索将结构施工段逐块叠加、逐层安装。为了验证方案安全可行,借助有限元分析软件,对树状空间网格钢结构模块化建造过程中的结构施工段进行静力分析,并对“树干”和“网壳”的各施工段和整体结构进行了考虑初始几何缺陷和材料弹塑性的双重非线性的稳定性分析,模拟结果均满足规范要求。静力分析和稳定性分析的结果表明:树状空间网格钢结构的模块化建造受力合理,方案安全可行。

空间网格钢结构球体节点定位装置研究

针对球体节点施工现场定位的弊端,开发了一种用于空间网格钢结构的球体节点定位装置。其原理是:由三个定位块组成一个等边三角形,等边三角形的中心与定位杆的轴心重合,由定位杆顶端和三个定位块顶端共四点来确定一个钢球的空间位置。使用该产品能提高钢球安装精度和安装效率。

大跨度拱形管桁刚架空间网格钢结构施工阶段结构分析

合肥滨湖会展中心登录大厅为新型的大跨度拱形管桁刚架空间网格钢结构,主拱桁架柱脚通过抗震支座与下部基础连接,主拱桁架梁与预应力混凝土基础梁构成自平衡受力体系。采用MIDAS软件对登录大厅钢结构施工全过程进行了仿真模拟,确定了分段吊装和高空散装相结合的综合施工方法。总结了主拱桁架柱、主拱桁架梁的安装技术,研究了拱桁架预应力基础梁张拉控制方法,并对承重支架卸载过程中结构关键构件应力的实测值与计算值进行了比较,该施工技术可为我国类似工程的设计和施工提供参考。

空间网格钢结构球体节点定位装置研究

在进行球体节点施工的过程中,在现场定位方面往往存在十分严重的弊端,因此针对于此开发了一种用于空间网格钢结构的球体节点定位装置。该装置的应用原理为:通过三个定位块组组成一个等边三角形,定位杆的轴心与等边三角形的中心之间有着完全重合的关系,随后借助定位杆端与这些定位块顶端四个电位对钢球的空间位置进行充分地明确。

沂南界湖公园服务建筑大跨度多波折面空间钢网格结构的分析与设计

以实际工程项目为例,探讨多波折面空间钢网格结构体系在大跨度结构中的应用。对项目进行重难点分析,选取折面空间钢网格结构体系,运用YJK和SAP2000软件进行弹性对比计算,采用YJK软件进行屈曲分析以及静力弹塑性分析,对该结构体系的动力特性、受力特点、稳定承载力等进行分析与研究。对分支柱结合柱脚进行综合设计,并对结构细部节点进行有限元应力分析。分析发现,该体系具有类似于桁架的受力特点和设计控制荷载。分析结果表明,合理设计条件下该结构体系适宜用于大跨度结构且具备足够的安全性,具有一定的推广价值。设计过程中采用的分析方法和细部设计措施可以为类似建筑工程提供参考。

泥石流块石冲击作用下钢网格结构动力响应

针对水土流失十分严重,极易发生沙砾型泥石流的沟道,根据泥石流作用下拦挡结构的承载力和水石分离的技术需要,提出受力合理的新型空间网格拦挡体系;结合实际工程的具体尺寸建立计算模型,运用显示动力学软件LS-DYNA进行数值模拟;考虑冲击物作用在结构不同位置时的动力响应,探讨该结构的动力特征.结果表明,此种类型的体系可以满足结构抗冲击的要求,满足实现水石分离的需要,并符合有效地拦挡泥石流块石的要求;结构的动力性能与静力性能差别较大,设计时应充分考虑结构的动力效应;在同一速度冲击物撞击结构不同位置时,动力响应差别较大,设计时应充分考虑结构的动力效应;结构的动力响应还受到坡度的影响.考虑到泥石流作用的随机性,计算了多冲击物作用于结构不同位置时结构的动力响应.

小高层钢网格盒式-剪力墙组合结构体系抗震性能分析

为研究钢网格盒式-剪力墙组合结构体系在小高层住宅中应用的适用性,以某钢网格盒式-剪力墙组合结构工程为例,对其抗震性能进行分析。结果表明,钢网格盒式-剪力墙组合结构体系与钢框架-剪力墙组合结构体系相比,不但具有更好的整体性和刚度,而且用钢量小。此外,对钢网格盒式-剪力墙组合结构中空腹楼板模型按照实际情况建模与传统的按抗弯刚度等代成实腹梁建模的方法进行了比较,结果表明:按等代建模方法计算得到的整体刚度偏大。

武汉光谷电竞馆建筑结构一体化设计与分析

武汉光谷电竞馆采用框架-剪力墙结构体系,为了实现荷载传递,结构中局部使用了钢斜撑、吊挂、托柱转换等结构形式。由于比赛大厅及建筑造型的影响,6层和屋面均采用大跨度钢桁架结构。建筑折面外表皮钢网格结构与主体结构采用一体化设计,从而达到结构与建筑形态的统一协调。本工程属于特别不规则的高层结构,运用多个计算软件对结构进行了静力弹性分析、弹性时程分析、中大震下的等效弹性分析和大震弹塑性分析。各项计算结果对比分析表明,结构满足预定的C级性能目标。最后,给出了本工程结构所采用的施工阶段分析步骤,并介绍了6层大跨度钢桁架典型支座节点设计、外表皮钢网格结构与内部混凝土结构的连接节点设计。

钢网格盒式结构多模态静力弹塑性分析

该文以某一12层住宅作为研究对象,分别建立钢网格盒式结构模型和普通钢框架结构模型。通过多遇地震烈度下结构抗震设计,采用MPA分析法计算两种结构在罕遇烈度下的目标位移,对比分析两种体系的侧移刚度、层位移、层间位移角以及高阶振型影响。结果表明:盒式结构的抗震设计指标满足规范,并且优于框架结构;盒式结构抵抗罕遇地震的能力强于框架结构,高阶振型影响小于框架结构。

世侨中心高层钢网格结构设计

厦门世侨中心为一栋高层钢结构塔楼,中央核心筒为带支撑的钢框架筒,结构构件所占平面面积较小,外围结构追求建筑和结构的统一,采用竖向拉伸变形的六边形钢网格结构,承受竖向和水平荷载时均有良好的受力性能,同时又可作为幕墙结构,构件外置尽可能大地扩大了办公空间的平面面积。结构设计分析了钢网格形状的合理选型、钢网格斜柱的计算长度、钢网格横梁偏心的影响、内框架作为结构抗侧两道防线等内容,同时进行了重要节点的有限元分析和结构罕遇地震弹塑性动力时程分析,计算结果表明结构有良好的受力性能,能同时较好地满足建筑和结构的需要。

全网格筒体装配式钢结构体系静力性能与数值分析

全网格筒体装配式钢结构是在平面网架上采取空间组合形成的一种新型空间结构,可应用于混凝土搅拌站主楼的环保外封装新建改造工程中。本文介绍了全网格筒体装配式钢结构的体系及特点,并依据实际工程案例,运用MIDAS建立了全网格筒体装配式钢结构体系标准模型,进行了静力参数分析,研究了长宽比、高宽比、筒体壁厚、网格尺寸、边界条件对全网格筒体的受力影响。通过分析结构关键节点位移、杆件内力等结果,并结合相关规范限值,得出静力作用下全网格筒体的受力特性,结论可为类似工程提供一些指导性参考。

超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构(续)

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度。除考虑安全第一的因素外,节约成本、缩短工期、施工便捷,是设计工作者需要充分考虑的重要因素。作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构"进行了开发性研究。从超大跨度预应力正交空间管桁架网格结构组成及基本要求、节点与支撑架构造、施工方法以及超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架网格结构屋盖设计及技术经济指标进行了周密的分析和论证。通过分析计算、模型试验后转化为实际工程,并提出预应力空间钢网格结构新体系的优秀设计标准。

湛江一中风雨球场钢索膜结构设计

某球场顶棚为异形空间网格钢结构,主叶骨与所有次叶骨均参与受力而形成很好的空间整体,充分发挥所有杆件的贡献;边榀主钢管内灌混凝土,形成配重抵消部分负风压。通过正确理解结构的空间几何构造,大胆将桅杆立于摇摆柱之上并铰接连接,简化了结构构成,改善了建筑外观。针对建筑形态造成的杆件交汇,结构上有针对性地设计了多种特殊而合理的节点。

大跨度弯扭薄壁异型网格结构安装技术研究

某场馆类工程为大跨度空间曲面钢网格结构,网格结构构件多为弯扭薄壁异型构件。该工程结构复杂、施工面大,现场作业条件差,在大量数值模拟分析及方案比选论证后,采用"地面拼装、分片单元原位吊装、高空散件嵌补"的施工工艺进行外网格钢结构安装。通过科学合理的施工部署,在工期异常紧张的情况下,按时保质地完成该工程外网格钢结构安装任务,同时节省措施费用,取得了良好的社会及经济效益。

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。

海口雨林之心超限高层观光塔结构设计

海口雨林之心观光塔采用钢结构筒中筒结构体系,结构外筒为空间异形自由曲面,采用与空间结构类似的单层菱形网壳结构,内筒采用框架结构;三个塔楼之间通过空间曲线钢连桥相互连接。结构采用高层结构和空间结构的相结合的方法,形式新颖,建筑效果优越。结构具有构件间断、承载力突变、局部不规则等超限项,是一种特殊形式的超限高层建筑。介绍了该观光塔特色结构体系及结构布置,并对结构强度、稳定、舒适度等指标进行分析。结果显示:外筒壳构件计算长度系数与单层网壳结构存在一定的差别;采用加大基础刚度和设置抗拔桩的方法可解决结构抗倾覆的难题;空间变标高的曲线连桥对主体结构影响较小,属于弱连接的连体形式;钢连桥的横向和竖向振动舒适度满足规范要求。

贵州工业大学建筑空间结构的理论与实践

综述近20年来,贵州工业大学空间结构研究所在钢网格结构、预应力钢网格结构、砼网格结构及钢—砼网格结构、预应力钢—砼网架结构的理论与工程实践,总结过去,展望未来,促进我省建筑空间结构的进一步发展。

济青高铁青岛红岛站站房主体结构设计

济青高铁青岛红岛站为全高架桥建合一的铁路枢纽站房,由站房和站台雨棚组成,其中站房面积约7万m^(2),雨棚覆盖面积约4万m^(2)。主站房最大平面尺寸为268m×310m,为地上2层(局部3层)大跨框架结构,站台层及其以下为钢筋混凝土结构,站台层以上为钢结构。站房承轨层采用桥建合一的结构体系,结构形式为普通钢筋混凝土梁+钢骨混凝土柱;高架候车层采用"钢管混凝土柱+大跨度钢桁架+钢次梁"结构,减轻了楼盖结构自重,有利于在结构高度范围内布置设备管线;钢屋盖采用双向空间管桁架结构。南北入口处浪花造型结构形式采用空间网格钢结构。对主站房结构进行了结构静力分析、振型分解反应谱法分析、动力弹塑性时程分析和楼盖舒适度分析等。详细结构分析表明,红岛站结构体系传力明确,结构安全、可靠,同时具有良好的经济性和美观性。

赣州西站主体结构动力弹塑性分析

赣州西站主站房为"桥建合一"的线上式高架站房,主体结构采用型钢混凝土框架结构,站房屋面采用空间钢网格结构,其中突出正立面钢结构采用钢网格筒+空间桁架结构。采用有限元软件ABAQUS对整体结构进行动力弹塑性时程分析,其中预应力构件采用等效荷载法进行分析,并在此基础上对关键节点进行有限元分析。分析结果表明,罕遇地震作用下,结构构件性能均满足预期性能目标,关键节点处于弹性,仅局部楼板损伤明显。

上海久事国际马术中心项目主体结构设计

上海久事国际马术中心项目体量小,场地较小且限高,但功能复杂,建筑效果要求高,各个结构单体各具特色。介绍了结构单体的划分和体系组成,结合项目特点、结构规则性及预制率要求,对不同结构单体采用了合理的结构体系。通过对常规平面桁架或空间桁架进行异化处理,马术赛场的两种钢屋盖分别选择用钢量较小的特殊空间桁架结构形式,既保证了建筑效果更贴合项目特点,又满足建筑外露钢结构屋顶的需求。对马术赛场单体的超限类型和程度进行分析,针对性地提出了有效控制安全的技术措施,整体结构及其薄弱部位的加强措施和预期的性能目标。介绍了自由曲面大开洞异形高标号清水混凝土壳、采用异形单层空间钢网格-核心筒结构体系的马术岛单体、群控升降式灯架设计等三个结构专项设计和研究,提出了设计建议和设计参数。各项分析论证结果表明,结构具有良好的抗震性能,抗震设计安全可行,并能满足正常的建筑使用功能要求。