西安城市展示中心长悬挑、大跨度钢结构设计

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗震性能目标,对于多杆件复杂交汇钢节点进行有限元分析。针对南馆、连桥屋楼盖振动舒适度不足,设计布置了调谐质量阻尼器(TMD),实测减振效果显著。对连桥提升过程进行施工模拟,结果表明该过程增加了连桥挠度,需要考虑提前起拱。对超长连体结构温度和地震行波效应进行分析,根据结果对连桥楼板配筋和局部框架柱进行了加强。大震弹塑性分析与防连续倒塌分析结果表明,结构满足“大震不倒”的性能目标,结构冗余度较高,具有良好的防连续倒塌能力。

预应力在我国大跨度结构中的应用研究综述

为了提高大跨度结构的正常使用性能,通常在混凝土结构中施加预应力.结果表明,预应力混凝土结构具有更好的使用性、耐久性和大跨度适用性,其中预应力混凝土空心板结构在不显著降低承载力和刚度的前提下明显减小结构自重,预应力型钢混凝土梁(板)结构采用较小的截面尺寸即可满足承载力和刚度的需求.开发城市地下空间是解决城市用地紧张的有效手段,我国地下大跨空间常用的结构形式主要包括密排框架(肋梁)结构、折板或拱形结构、变截面(加腋)板结构、预应力混凝土结构、型钢-混凝土组合结构和Y形柱结构6种形式,相比之下,跨度较大时宜采用预应力结构.

大跨度钢结构预应力拉索动态监测方法及应用

以河湖治理研究基地项目太湖试验厅工程大跨度空间预应力拉索钢结构为例,采用磁通量索力测试方法对结构索体索力进行了测量及动态监测,指导现场预应力张拉施工,并与预应力拉索有限元模拟索力进行对比分析,复核有限元模拟和实测索力偏差是否在可控范围内,对索力进行安全复核和预应力损失复核。该方法可适用于各种大跨度结构的索力监测。

超高层大悬挑钢结构平台钢拉索施工技术

以某超高层悬挑钢结构平台预应力拉索为研究对象,在确保结构受力安全的前提下,对新型空间钢拉索结构的安装及张拉进行深入研究,通过有限元软件对各阶段进行分析模拟计算,了解结构受力特点,模拟各工况下施工受力,在工期紧张环境下能够及时调整施工方法,通过过程施工监测,确保拉索施工顺利进行,经过分析、深化设计、测试、施工全过程模拟,最终实现大悬挑钢结构平台钢拉索固定,实现其使用功能。

大悬臂预应力盖梁空间托架体系设计与施工研究

本文以G316长乐漳港至营前段A2合同段大悬臂预应力盖梁施工为工程背景,结合桥梁所处的施工环境及地质条件,对比分析了盘扣式支架、钢管组合支架及空间托架法支架的优缺点,设计了由牛腿、斜撑、主支撑梁、横向分配梁等组成的空间托架体系。采用有限元软件对所设计支架在不同工况下的应力、变形及稳定性等性能进行了详细的检算。结果表明,大悬臂预应力盖梁采用空间托架法具备安全可靠性。

超大悬臂钢结构飘雨篷系统施工技术改进研究

为解决超大悬臂钢结构飘雨篷系统施工技术难题,该文以某高校体育场看台为例,建立三维BIM模型,对劲性混凝土柱中的型钢及悬挑钢梁整体加工和吊装技术、大截面劲性混凝土柱模板支撑体系施工技术、劲性混凝土柱混凝土浇筑技术、劲性混凝土构件复杂钢筋节点深化技术、直立锁边金属屋面系统抗风防漏技术和超大悬挑结构施工安全技术进行改进.可以有效地确保工程质量,加快工程建设进度,减少项目成本,推进智慧工地创建,使传统施工与高新技术接轨,具有较好的社会效益.

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。

深圳前海博物馆结构分析与设计

深圳前海博物馆建筑造型独特,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,结合竖向交通对称布置了8个剪力墙核心筒作为抗侧力构件,环周边布置12根外斜的钢管混凝土柱作为竖向承重构件;顶部3层布置跨层钢管混凝土拱架,形成948m跨度的无柱大空间,拱架面外与核心筒通过钢梁连接,面内与楼层梁柱刚接,提高了结构稳定性;通过布置平行折梁实现层层三角形立面叠檐造型,折梁之间通过竖向桁架、斜面内交叉拉杆连接成整体,形成折板的受力机制,叠檐与楼层错开引起的局部内力由斜柱承担。经过抗震性能化设计、拱架稳定性分析、叠檐和斜柱受力、复杂节点等专项分析,论证了结构体系的合理性。

广州白云国际会议中心国际会堂结构设计和施工重难点

采用YJK和ETABS对广州白云国际会议中心国际会堂结构进行弹性分析,采用Perform-3D进行罕遇地震作用下的整体结构弹塑性动力分析,并通过采取针对性的加强措施,改善了结构受力,提高了结构抗震性能,达到了预设的抗震性能目标。对大跨度钢结构构件进行方案选型,提出了大跨度钢结构桁架局部构件后装施工控制法和大悬挑钢结构桁架构件局部弯矩释放法,可以有效地减小结构构件局部受力,更加经济合理。对主会场大跨度楼盖进行竖向舒适度分析,结果表明竖向振动加速度满足规范要求,人群激励模式起控制性作用。通过采用合理的结构方案,以及与建筑专业的密切配合,很好地实现了建筑功能及建筑造型,以及项目快速建造的要求。

预应力混凝土连续梁桥悬臂施工与监控技术

随着桥梁建设工程的迅速发展,预应力混凝土连续桥梁凭借其优势获得快速发展。在预应力混凝土连续桥梁建设过程中,必须进行施工监控以实现工程设计目标。因此,研究以衡阳市耒水特大桥工程为背景,对该工程的施工与监控技术进行相应的研究。研究考虑到桥梁结构等影响因素,计算其立模标高,并与实测值进行对比。研究采用midas土木工程分析软件,对预应力混凝土连续桥梁进行建模、分析与处理。结果表明,测点标高的理论值与实测值保持基本一致,施工质量高,测量和控制方法有效。在3Y测点出现最大差值,高差为0.005 m,理论高度为14.021 m,实际测得的高度为14.016 m。桥梁右幅8号块混凝土浇筑前最大弯矩与挠度数值分别为1.261×10^(11) N·m和2.868 mm;混凝土浇筑后最大弯矩与挠度数值分别为1.672×10^(11) N·m和1.411 mm。浇筑混凝土后,桥梁的刚度增加,变形减小。研究能够较为准确监控桥梁施工中各项数据,及时纠正施工过程中的偏差,确保桥梁施工质量。

BIM技术在大跨度悬挑装配式钢结构施工中的应用

装配式钢结构施工速度快、应用场景广的特性,在特殊造型要求的公共建筑项目中多有应用。而相较于传统框架钢结构形式,大跨度悬挑装配式钢结构在施工过程中则需结合其施工过程中各阶段结构受力变化特性细化施工方案。本文以厦门某公共建筑装配式钢结构为例,通过分析该项目的施工过程重难点,对地下室、地上两阶段的吊装顺序及临时支撑设置控制要点进行了阐述,最后探究BIM技术在大跨度悬挑装配式钢结构施工的具体应用,以期为此后类似工程提供参考。

某看台钢桁架悬挑雨棚支座对比分析

本工程为某体育场混凝土看台的钢桁架悬挑雨棚,根据《空间网格技术规程》的要求,本工程采用通用有限元分析软件Midas进行整体结构的位移及受力分析,针对混合结构的特点,给出了建模中钢桁架荷载的施加方式、阻尼比的取值、计算方法的选择等注意事项,通过建立三个不同边界约束条件的模型,对钢结构支座进行对比分析,通过对周期结果、位移结果及杆件应力结果的对比分析,得出三种不同边界类型对整体计算的影响,并对合理设置边界条件提出了建议,为后续类似案例的结构设计提供参考。

某大型商业综合体结构设计与分析

某大型商业综合体单体建筑总长约260m,总宽约95m,属于双向超长结构。建筑存在扭转不规则、凹凸不规则。因建筑功能需求,单体内存在大悬挑梁及大跨度梁。本文介绍了结构计算分析过程,针对大悬挑梁及大跨度梁采用型钢混凝土梁柱结构形式进行分析及验算;介绍了型钢混凝土梁柱节点的深化设计与施工要求;分析了双向超长结构的温度应力。结果表明,本项目各项指标均满足规范及设计要求。

大跨度预应力张弦拱桁架结构干煤棚钢结构深化设计

随着近几年国家环保力度的加大,亟需建造更大跨度的干煤棚来满足电厂原煤的存储和作业空间,为大跨度预应力钢结构干煤棚的发展带来机遇。预应力的引入,虽然增大了结构的跨越能力、整体刚度和承载能力,但同时也使得干煤棚的设计和建造相对复杂。本文以某预应力张弦拱桁架干煤棚项目为背景,分析了该项目钢结构深化设计重难点,对其深化设计流程和典型节点的深化设计做了重点介绍,并阐述了深化设计过程中的注意事项;通过对主次桁架连接节点进行优化设计,降低现场施工难度,保证现场施工进度和安装质量;采用ABAQUS软件对主桁架支座和索端锚固节点进行有限元分析,结果表明,节点设计满足结构受力要求。

大跨度预应力型钢混凝土楼盖竖向受力性能分析

为系统研究预应力型钢混凝土楼盖(PSRCS)结构在竖向荷载下的承载机理及力学性能,提出了一种新型PSRCS构造形式,推导了其在不同受力情况下的正截面受弯承载力、截面刚度、挠度、平均裂缝间距和最大裂缝宽度等理论计算方法.通过ABAQUS软件进行数值分析并建立了对比模型,研究了PSRCS的承载能力、刚度和抗裂性能,并将有限元分析结果与理论公式计算结果进行了对比研究.研究结果表明:PSRCS与普通钢筋混凝土楼盖、型钢混凝土楼盖相比,其屈服荷载分别提升了86.5%和12.4%;楼盖跨中受拉损伤区域长度分别降低了37.2%和32.5%;PSRCS内型钢和受拉纵筋的屈服应力和屈服区域均得到有效降低.

大跨度及长悬挑钢结构人致振动舒适度与TMD减振控制分析

大跨度与长悬挑钢结构中的振动一直是需要控制的关键问题,当外荷载的激励频率与结构的自振频率接近时容易共振引发振动舒适度问题。本文基于钢结构中大跨度(最大跨度39m)与长悬挑(最长悬挑12.4m)两类复杂性共存的特征,采用有限元软件,以模态分析方法对整体钢结构的振型与频率展开分析;以时程分析方法对人行激励下大跨度及长悬挑部分振动加速度进行仿真;结合振动舒适度控制标准对钢结构的振动舒适度进行评价;基于调谐质量阻尼器(TMD)系统的减振优势,采用TMD对结构进行振动控制并进行响应分析。结果表明,未采用TMD的钢结构的竖向振动为大跨度与长悬挑部分的局部振动,且竖向振动频率小于3Hz,加速度峰值响应超越振动标准限值;选择具有合理的参数TMD系统对振动舒适度进行控制,频率能满足3Hz的要求,且加速度响应满足15cm/s^(2)的要求,相比于未采取振动控制措施的结构,加速度响应大幅减小,对大跨度、长悬挑结构的振动舒适度控制的工程实践具有重要的参考意义。

台州某商业广场超长结构及大悬挑设计

台州某商业广场地上4层,地下2层,结构高度23.7m。地下室全长310m不设伸缩缝,地上东西向长286.2m,南北向长90.9m,仅根据建筑功能在中间设置一道防震缝兼伸缩缝,其中西侧长度184.5m,东侧长度101.7m。项目东北角主入口处因造型及功能需要设置双向25.5m钢桁架大悬挑,同时内中庭及南侧二层外廊存在多处托柱转换及大跨度。简要介绍了项目的结构体系、基础形式,重点介绍了超长结构温度作用计算过程,并指出了型钢混凝土与普通混凝土超长结构在温度荷载作用下计算方法的不同之处以及相应的处理办法。此外,对主入口大悬挑钢桁架进行了详细的计算对比分析,并进行了防倒塌设计,确保了大悬挑结构的经济性和安全性。

螺旋递升式大空间钢-混凝土混合结构体系创新及设计

杭州运河大剧院项目地上外部建筑造型为一螺旋上升式的草坪坡道,坡道上端部为一大悬挑大空间功能区域,顶部外围至内侧覆盖数圈高度较大的穿孔铝板幕墙,建筑内部存在多处舞台、观众厅等大空间功能区域。针对该项目的结构设计、分析及施工上存在的难点及创新点等进行系统性的研究。首先对其螺旋递升式大空间混合整体结构体系进行设计和分析,获得性能设计目标和整体性能指标,并提出抗震构造措施;进而对该项目中的竖向长悬挑屋顶幕墙支撑结构、内嵌正交向小桁架的多层通高悬挑大空间结构进行体系创新和应用研发。结果表明:采用螺旋递升式现浇混凝土框剪和局部钢结构的混合结构体系,各项指标均较好满足规范要求,屋盖区域、大悬挑功能区域以及屋顶幕墙支承区域均采用局部钢桁架形式,可较好地配合建筑平面及立面要求。

大跨度悬挑桁架结构整体提升施工技术应用

以深圳某大跨度悬挑钢桁架屋盖结构实际案例为背景,深入分析了高空嵌补、分段分节吊装和整体提升3种施工方案的优缺点。综合考虑成本和工期优势,进行施工方案比选,根据比选结果选定整体提升施工。根据本项目结构特点,介绍了整体提升施工工艺,关键技术控制措施和提升分析验算情况,为类似项目施工提供参考。

某体育场大悬挑钢屋盖支撑卸载过程分析

支撑卸载是大型空间钢结构由施工状态过渡到设计状态的关键环节,卸载方法将直接影响结构的安全及其服役阶段的受力状态。为确定大悬挑体育场钢结构屋盖支撑的合理卸载方案,首先对大悬挑钢结构支撑卸载过程进行了简化分析,确定总体的卸载原则。之后根据体育场钢屋盖结构的受力特性和临时支撑体系布置,选择分区多级循环卸载方法;建立了体育场屋盖钢结构和临时支撑的一体化分析模型进行详细分析,得到了卸载过程中支撑反力、结构变形、结构及支撑杆件应力等数据。数值模拟得到的结构变形与现场实测值基本一致,证明分区多级循环卸载是一种合理的卸载方法,每级先卸载主桁架支撑再卸载次桁架支撑,可有效控制卸载过程中临时支撑反力和结构杆件应力的振荡幅度与峰值。