大跨度维修机库网架结构选型研究

机库网架结构工艺要求具有大跨度、大门一边无支撑点的特点,目前较成熟的结构方案是大门桁架结合平板网架。文章依托某配备智能维修系统的大门跨度156m的实际工程,对比研究了四种三层网架的竖向位移、经济性等参数,为大跨度维修机库屋盖结构设计提供选型参考。

基于空间网架的大跨机库结构设计分析

随着现代科技以及建筑材料的发展,大跨度空间结构在我国无论在数量还是形式等各方面都有了飞跃的发展。首先介绍了空间网架结构的技术特点和优点,然后介绍了工程概况和结构选型与布置,通过对基于某一具体空间网架的大跨机库结构,考虑不同方向的风荷载和地震作用。采用3D3S软件分别对屋盖网架结构的挠度、应力、稳定性等进行了分析,以及采用YJK软件对屋盖与竖向构件的整体性能分析,阐述网架结构应用于大跨机库的这一受力形式的特点,以及结构设计分析的整个过程。结果表明,空间网架的结构形式能很好满足结构跨度,负载,屋面荷载悬挂设备运行等方面的要求。结构具有较高的安全度,研究结果可为进一步评价该类结构可靠性,以及工程设计提供依据。

大跨度机库结构多点输入地震反应分析

采用时程分析法,对位于首都机场的北京A380机库和西安飞机总装厂房两个大跨度维修机库结构进行考虑行波效应的多点输入地震反应分析,并与一致输入的结果进行对比,考察多点输入以及不同视波速和不同地震波对两个机库屋盖杆件内力的影响。分析结果表明:多点输入对屋盖杆件内力的影响与结构本身的形式关系较大;行波效应大的杆件主要分布在网架中弦的长边跨中附近;不同地震波作用下,行波效应影响系数较大的杆件位置有所不同,但杆件数量分布规律基本相同。分析结果对于大跨度机库结构抗震设计考虑行波效应有指导意义。

北京A380机库大跨度结构设计研究

建成后的北京A380机库将是世界最大的飞机维修库之一,其屋盖跨度362.6m,进深110m,总高40m。机库屋盖采用钢网架与大门边桁架相结合的方案,其支承柱列为三边布置四肢钢管混凝土柱与柱间支撑,大门一边仅跨中设置一根钢筋混凝土支承柱。该机库跨度大,所建场地限高严格,屋盖悬挂荷载大,处于高烈度区,给结构设计带来很大难度。本文介绍了机库结构选型、受力特点及设计优化,以及针对上述问题的计算分析和试验研究,包括:根据风洞试验的结果调整风荷载体型系数,并分析确定各种风向角下的风振系数;采用不同程序进行整体结构地震反应分析,考虑了三维地震作用和多点输入的影响;对大门柱在各种荷载工况及其不利组合下的安全性进行有限元分析;根据机库内部温度场分析结果,合理选取计算温差,分析对结构安全的影响;对复杂节点进行足尺和大比例模型试验、有限元分析和设计优化,确保其安全可靠。

广州新白云国际机场维修机库钢屋盖整体提升技术

屋盖结构整体提升具有使用设备简单、地面拼装高效、安全性能好等优点 ,近年来成为许多大跨度钢结构屋盖体系的主要安装方法。结构体系在整体提升状态与设计状态的受力情况不同 ,必须在提升状态下对屋盖结构或支承结构的强度、稳定性进行验算并对某些薄弱部位进行必要的加固。介绍了广州新白云国际机场飞机维修设施工程 10号机库的整体提升方案及其提升设计 ,并在此基础上探讨了在大跨度钢结构整体提升中需要注意的问题。

首都机场AMECO-A380机库动力特性测试与分析

采用环境随机振动法对北京首都国际机场AMECO-A380六机位维修机库大跨空间网架结构进行了现场结构动力特性测试。利用谱分析方法对实测数据进行了参数识别和处理,并进行了振型分析,确定了机库屋架结构的自振频率和振型。并用有限元模型计算了结构自振频率和振型。对测试和计算结果进行的分析比较结果表明,结构基本周期的测试值和计算值接近,各自所对应的第1阶振型吻合较好。

大跨度飞机库考虑多维地震输入的动力分析

为研究大跨度飞机库结构的地震反应与抗震设计要求,对7度抗震设防、Ⅳ类场地条件下的国内某机库,采用不同地震波,进行了多维地震输入下的动力反应时程分析,考虑地震波沿结构水平单向、双向、三向和竖向输入的不同情况,从结构侧移、柱内力、屋盖结构杆件内力等方面进行了分析.结果表明:在多维地震作用下,地震波沿结构坐标轴正向或反向输入导致结构扭转方向不对称;与单向地震作用相比,多维地震作用可使得柱的一些内力和位移值增加显著;水平和竖向地震分别对屋盖网架和大门桁架起控制作用;三向地震作用下屋盖杆件地震内力总体上显著大于水平或竖向地震单独作用下的地震内力,且地震内力系数较大的杆件数量所占比例大.并分析了屋盖各部位地震内力系数大的杆件的分布情况.据此,建议对这种设计条件的大跨飞机库结构进行三向地震输入的抗震验算.

基于改进遗传算法的大跨机库柱间消能支撑的位置优化研究

大跨维修机库动力特性复杂,针对该类结构的减震研究则刚刚起步。结合大跨机库的地震响应特点,采用布置柱间消能支撑来进行机库结构地震响应的被动控制。结合减震结构优化模型特点与主要优化算法的数学原理,选取遗传算法作为结构减震装置位置优化分析工具,并在Matlab遗传工具箱基础上进行改进以提高寻优效率,通过编制目标函数程序实现改进遗传算法在结构被动控制系统位置优化分析中的应用。最后设置两类不同的适应度函数,分别进行机库结构减震位置优化与考虑阻尼器耗能效率的减震方案优化分析,结果表明遗传算法以及相应的优化程序可以有效地实现机库结构减震位置优化分析。

大跨维修机库结构采用耗能支撑的减震研究

大跨维修机库动力特性复杂,针对该类结构的减震研究则刚刚起步。本文结合大跨机库的地震响应特点,提出支撑柱顶与屋盖节点之间设置黏滞流体阻尼支撑的减震方案,对一大跨机库结构采用该减震方法进行了时程分析,对比减震前后结构基底剪力、柱顶侧移以及屋盖的杆件内力、位移。结果表明,该方法可以有效地吸收地震动输入能量,降低整体结构地震响应。由于机库结构特点决定了支撑柱间阻尼器的不均匀布置,导致减震效果在屋盖范围内的不均匀分布,分析结果表明屋盖杆件内力减震效果与杆件地震内力分布规律相吻合,表明该类减震方案对于大跨度维修机库屋盖地震响应具有非常好的针对性。

大跨维修机库整体模型的地震响应研究

大跨度维修机库结构动力特性复杂,研究该类结构并进行多维地震响应具有重要的实用意义。本文在分析平板网架类大跨机库动力特性的基础上,对机库进行了单维以及多维地震作用下的时程分析,研究了机库屋盖杆件在不同方向地震波作用下的内力分布特点,进而给出了机库在各种工况下的杆件内力放大系数分布规律。结果表明,水平地震作用下机库下部支撑柱附近的杆件往往内力值与内力放大系数均较大,在设计中应给予足够重视。最后通过大量计算分析研究了地震动输入角度对结构主要响应指标的影响效果。

大跨机库屋盖结构原型的静力实验

以某机库(100+150)米多级钢桁架屋盖原型为研究对象,采用有限元MIDAS软件建立了整体有限元模型,以悬挂设备和温差为荷载工况,对该大跨钢桁架空间结构进行了现场原位试验.根据试验数据与有限元分析结果的比较,分析了该结构的受力机理.结果表明,多级钢桁架的结构形式能很好满足结构跨度、负荷、屋面荷载悬挂设备运行等方面的要求,结构有较高的安全裕度,研究结果可为进一步评价该类结构可靠性、合理性以及工程设计提供依据.

飞机库结构考虑罕遇地震多维输入的弹塑性动力分析

对7度抗震设防和Ⅳ类场地条件的某大跨度飞机库进行了罕遇地震下多维地震输入的弹塑性时程反应分析,采用直接积分的动力分析方法,选用3条地震波分别计算了三向输入和单向输入下结构的地震反应.通过对比,研究结构在多维强震作用下的受力变形性能.分析表明,与单向水平地震作用相比,多维地震输入下结构下部支承柱柱底塑性铰数量总体上有所增加,部分塑性铰发展程度加深;最大柱顶侧移及柱底内力总体上有一定增加,但增幅较小;屋盖结构受多维地震作用的影响较大,塑性铰数量及杆件地震内力都明显增加.

大跨度管桁架机库钢结构施工技术研究

近年来,我国建筑行业的发展,使钢结构成为一种广泛应用的建筑形式,而钢结构管桁架更是在许多大型建筑中得以应用。本文以某机场中的机库为例,对大跨度管桁架机库的钢结构施工技术进行深入研究,以期能够提高钢结构施工技术的应用水平,使更多的大跨度空间能够采用钢结构施工技术。

东航航线/STARCO大修机库结构设计

浦东国际机场东航航线机库/STARCO大修机库维修大厅为大跨度空旷建筑,屋盖采用三层平板型钢网架结构,平面上三边设有钢筋混凝土柱支承,沿结构跨度方向的一边无落地支承,采用大跨度钢桁架作为边缘构件,支承屋盖网架。该机库为我国规定对大跨度机库进行抗震超限审查后的第一个工程。介绍了超限大跨机库结构设计要点和应采取的相应抗震措施,主要针对屋盖结构选型、平面不规则性控制及结构性能化设计等几方面问题展开论述,初步探讨了超限大跨机库结构的位移角限值。

超大跨度机库大门桁架方案优化研究

在有限元分析模型得到充分验证的基础上,对北京A380机库大门桁架进行了降高度分析。分析结果表明:大跨度维修机库大门桁架受力最大、最不利杆件集中分布在桁架跨中负弯矩区,此处的设计是机库大门桁架设计的关键;综合采用预应力钢结构和钢与混凝土组合结构技术可以有效地降低A380机库大门桁架高度,但桁架高度降到8m以下时,自重和用钢量将会比原设计方案增加较多,且施工比较困难;A380机库大门桁架高度不小于8m时,降低跨中立柱高度有助于改善大门桁架受力,使跨中支座处下弦杆中混凝土灌注量小,自重轻,弦杆截面过渡平缓。提出了超大跨度机库屋盖大门桁架优化设计方案。

大跨维修机库竖向地震响应的被动控制研究

大跨维修机库屋盖竖向模态频率分布密集,竖向地震响应显著。针对机库结构,研究其屋盖竖向振动被动控制方法。结合大跨机库的动力特性,提出采用调谐质量阻尼器(TMD)系统减振方案,并针对某机库进行减震分析,从时域、频域不同角度研究屋盖节点竖向地震响应的减震效果。进一步提出大跨机库多组TMD系统减震方案,分析不同参数组合下频域内机库屋盖节点的减震效果及其分布规律。研究结果表明,地震波频谱特性对机库采用调谐质量阻尼器的减震效果具有较大的影响,应根据具体结构动力特性及场地特点来确定合理的减震方案。

大跨度维修机库屋盖结构地震反应分析

采用反应谱法和时程分析法,对位于首都机场的四机位机库进行了竖向、水平及其组合地震反应分析,考察地震作用对大跨度维修机库屋盖结构的影响。分析结果表明:屋盖杆件在竖向地震作用下的内力分布与在水平地震作用下的有明显的不同,也不同于一般四边支承的大跨度屋盖结构;屋盖结构的水平地震作用大于竖向地震作用;在三向地震作用下屋盖杆件的地震内力分布不同于任何单向地震作用情况,也不是三向地震的简单组合;网架与大门架、中梁桁架连接的部位,大门架、中梁桁架及网架静内力较小的杆件,中弦杆件及网架周边杆件是屋盖结构在地震作用下的薄弱环节。分析结果可供大跨度维修机库结构抗震设计参考。

大跨度机库结构风荷载体型系数研究

目前对大跨度机库结构抗风研究尚不深入,而确定合理的风荷载体型系数是结构抗风设计的前提。介绍总结了国内外现行规范对机库类似体型建筑的风荷载体型系数的规定以及近几年来国内三个大型机库风洞试验结果,根据对风洞试验结果的分析和国内外现行规范规定的总结,提出适用于大跨度机库的体型系数建议值。算例分析表明,建议值能够更加全面准确地反映机库的风压分布特征,使机库抗风设计更加安全合理。

利用支座沉降对大跨度机库大门桁架施加预应力的优化分析

大跨度机库的屋盖结构一般由大门桁架与屋盖网架共同组成.大门桁架的内力分布通常很不均匀,材料利用率较低.为了优化机库屋盖结构的整体受力状态,本文采用分步沉降的支座位移法在屋盖结构中建立预应力状态,并运用生死单元法模拟支座分步沉降的施工过程.通过通用有限元软件ABAQUS建立某四机位机库的有限元模型,对其进行结构静力分析,比较了不同沉降值下支座反力、结构位移和单元应力的变化趋势.结果表明:支座位移法能够有效调整结构的内力分布,降低应力峰值,从而改善结构的整体受力性能,且当支座沉降距离为1.0m左右时,对结构有最佳的有利影响.

大跨维修机库地震响应被动控制研究

大跨维修机库动力特性复杂,针对该类结构的减震研究则刚刚起步。结合大跨机库的地震响应特点,分别布置柱间消能支撑、柱顶隔震支座以及屋盖下弦布置TMD,研究这三种减震方法对机库结构在水平、竖向地震作用下相应方向上地震响应减震的可行性。通过对比各减震方法下机库结构基底剪力、柱顶位移以及屋盖杆件内力、节点响应的减震效果,分析了各减震方案的优缺点。研究结果表明,通过合理地布置减震装置和设置参数,采用本文被动控制技术可以很好地降低机库结构不同方向的地震响应。