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。

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区结构设计

中原文旅城欢乐世界一期雪世界高区结构体系采用巨型钢框架,存在结构扭转不规则、楼板缺失、大悬挑、竖向构件间断及钢桁架平台为重载大跨钢结构等不规则情况和设计难点。设计中采用基于性能的抗震设计方法,根据构件的重要程度采用不同的性能目标。4个巨型框架柱为支撑框架结构,其支撑采用屈曲约束支撑,使结构在大震作用下形成良好的屈服机制和耗能能力。对结构进行小震反应谱法弹性分析、弹性时程分析、中震弹性分析以及大震弹塑性分析。结果表明,结构整体和构件的抗震性能均能达到设计的预期目标;巨型钢框架结构体系较好地适应了本工程的实际情况,可供类似项目在选择结构体系时参考。

大跨度空间钢结构施工技术

以大跨度空间钢结构系统的有限元方程组函数计算式作为施工技术应用的理论基础,以MIDAS软件作为施工技术方案模拟过程中“生”“死”子结构区域交界位置公共节点位移量的计算监测工具,透过对某一案例项目的施工技术方案模拟和计算监测,为大跨度空间钢结构的施工与质量安全保障提供实践应用参考。

天长全民健身中心体育场钢屋盖结构铸钢节点施工阶段力学性能分析

大跨度管桁架结构弦杆数量多、交错连接,传统的相贯节点由于截面限制、连接刚度不足、相贯线不足等原因,无法满足复杂大跨度管桁架钢结构杆件间连接要求.铸钢节点具有一次浇筑成型、形状适应性强、材质均匀等优势,被广泛用于空间结构中.以天长全民健身中心体育场钢屋盖项目为背景,对8种典型铸钢节点进行了力学分析,铸钢节点所连接杆件数量从4~12根不等,共分为支座铸钢节点与空间铸钢节点两类.分析时共考虑了合拢和卸载2个主要施工工况,卸载工况考虑了内外圈临时支撑卸载的顺序对铸钢节点的影响,对比了各个工况下铸钢节点的应力云图.分析结果表明:外圈临时支撑完全卸载和内圈临时支撑卸载一半时,最大Von-Mises应力仅为22 MPa,完全卸载时最大应力约为51 MPa.8种典型铸钢节点在5个主要施工工况下,应力分布较为均匀,节点与杆件连接处应力过渡合理,节点核心区域应力分布较小,能够保证大跨度管桁架主结构各杆件之间的有效连接和内力传递.

大跨度钢结构厂房施工安全风险分析及控制措施研究

钢结构因其能够实现的结构跨度大、重量较轻、结构类型丰富、施工速度相对较快,在工业建筑中得到广泛的应用,尤其是在大跨度厂房中得到有效应用。但是大跨度钢结构厂房施工不同于传统的钢筋混凝土结构,其存在着新的特征和安全风险,要保证大跨度钢结构厂房施工活动的安全开展,就需要在施工活动开始之前以及施工过程中有效地对于这些安全风险进行识别,并采取合理的控制措施。该文以佛山港了哥山港区本港作业区码头二期工程(A区)项目为例,就大跨度钢结构厂房施工过程中的安全风险识别以及相应的控制措施进行研究和探讨。

六车道桥隧相接落石防护技术研究

如何有效地控制落石灾害,对确保项目施工安全及运营安全至关重要。基于大跨度桥隧相接实例,针对性地提出系统的落石防护措施;通过数值模拟分析,不受石头冲击作用下钢棚架结构满足规范要求,并提出满足不同设防落石冲击需求的钢拱架参数,为类似工程提供借鉴性的参考。

大跨度钢结构网壳屋架滑移施工监测技术研究与应用

以北京朝阳站交通枢纽工程柔性大跨度钢结构网壳屋架为研究背景,研究钢结构整体滑移施工中的应力应变以及温度变化对钢结构的影响,为施工提供理论指导。采用高精度北斗系统实现施工过程中三维位形的秒级数据采集与分析,代替传统的全站仪位形采集方式,提高发现问题的速度,从而保障提升过程施工安全。为了确保工程在施工期间和服役阶段内安全,建立北京朝阳站钢结构施工监测系统。通过监测系统施工阶段和服役期间的结构施工安全,详细记录施工过程数据,为类似工程提供参考。

淮安某学校风雨操场体育馆结构设计

淮安某学校风雨操场体育馆由主馆和训练馆组成,为大跨空间结构,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖采用平面管桁架轻钢屋面。针对本工程特点,论文采用PKPM和3D3S两种软件对结构进行整体计算分析,两种软件的计算结果表明,结构各项参数、屋盖强度、稳定性及变形等指标均满足规范要求,同时,还介绍了钢管桁架连接节点做法、桁架支座与主体结构连接方式以及超长结构的加强措施。

大跨度钢结构施工技术及BIM应用研究

随着城市化进程的不断加速,各种大型建筑物和工程的建设需求不断增加,大跨度钢结构也得到了越来越广泛的应用。在大跨度钢结构施工中应用BIM技术,能够增强团队协作、提高施工质量、降低施工成本,同时还能对施工过程中的各个环节进行数据跟踪和管理,加快施工进度控制的精准度,从而保证施工过程的顺畅和安全。本文对BIM技术及大跨度钢结构施工技术进行深入的研究,并对BIM技术在大跨度钢结构施工中应用展开探讨。

城市装配式天桥施工技术与应用

为解决大跨度钢结构拼装人行天桥的施工精度、施工吊装等问题,通过BIM+Midas Gen有限元分析软件对钢结构天桥进行几何建模和网格划分,建立起三维空间模型,对结构进行分析、分段分节优化、安装方法优化等一系列措施,同时增加应用钢结构二维码追溯管理系统,建立钢结构和吊装构件模型,能够迅速、准确地完成结构分析和设计,使吊装受力分析快速化、准确化、可视化。结果表明:采用BIM+Midas Gen有限元分析软件建立三维空间模型可以得到钢结构天桥的几何构造特征,并通过控制三维坐标点,利用相贯线编程软件进行编程,生成相贯口的切割数据,将切割数据输入切割机进行管件的切割,提高钢管相贯线切割的精度。研究成果也可为跨径为30 m以上的人行天桥钢结构吊装、拼装及焊接施工提供新思路。

某复杂体育馆结构设计研究

衡山县体育馆主体平面呈圆形,直径约为150 m,采用钢筋混凝土框架结构;屋盖呈圆拱状,跨度约为90 m,采用大跨度钢拱结构。文章采用Midas Gen对结构进行了整体计算及施工模拟,针对平面超长、拱脚水平力大、钢结构复杂节点采取了相应的加强及优化措施。结果表明,结构各项指标满足规范要求,相应设计可供类似项目参考。

厦门海沧体育中心体育场结构设计探析

厦门海沧体育中心体育场,上部看台结构采用混凝土框架结构,体育场罩棚采用倒三角形空间管桁架大跨度悬挑结构。针对看台结构超长的特点,通过Midas Gen软件对其温度效应进行分析,研究在升温和降温工况下结构位移和温度应力的分布规律性。基于计算结果,对应力超出混凝土抗拉强度设计值的位置进行了加强措施。此外,为了验证抗风设计的准确性和可靠性,在高风压地区进行风洞数值模拟和试验,并将二者结果进行对比。在研究中,针对大跨度罩棚桁架主支座出现超大拉力的问题,提出了一体化机械式连接支座节点方案,解决了支座的大拔力及支座处节点的连接问题。这些研究成果为钢结构罩棚抗风设计提供了重要的依据。

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。

第十三届中国(徐州)国际园林博览会综合馆暨自然馆钢木混合体系的工程应用

第十三届中国(徐州)国际园林博览会综合馆暨自然馆是一座独具特色展览建筑。通过介绍大跨钢木混合结构体系、钢木组合节点以及钢木结构防火防腐技术在项目中的应用,为大跨空间设计提供创新解决方案。

某超限高层多塔复杂连体结构抗震性能研究

某四塔高位连体的超限高层建筑,地上共4个塔楼,最低16层,最高23层,采用钢筋混凝土框架核心筒结构。底部四层裙房,采用钢筋混凝土框架结构。在13~15层处设2层通高的大跨钢结构空中连廊,将4栋主楼在建筑造型上连为一体。针对工程特点,在参考国内若干个类似的多塔高位连体的工程案例后,确定采用空中连廊与主楼以隔震支座弱连接的方案。在结构计算中,按固定铰、隔震支座、分塔设集中力3种不同的方式模拟空中连廊对主楼的影响,并分别进行常规的小震分析、性能化设计、小震弹性时程分析、大震动力弹塑性分析、关键节点有限元应力分析、连廊楼盖舒适度验算及防连续倒塌验算,较为全面地掌握结构整体及关键部位的受力特性。同时采取控制竖向构件轴压比、提高核心筒配筋率、在关键构件设置型钢等技术措施,达到预定的性能目标。

高铁站房大跨度屋盖钢结构整体提升数值模拟及施工安全监测

高铁潮汕站南站房屋主体为钢筋混凝土结构,屋盖为“几”字形焊接球钢网架体系,是典型的大跨度钢屋盖结构,网架核心部分采用了整体提升施工方法.本文首先进行该工程整体提升的施工模拟仿真计算,分析关键受力杆件在提升过程中的应力应变情况,获取施工过程中的危险阶段和薄弱环节,为现场实测的测点布置提供理论依据.再结合应变片安装的可行性,在多个最不利杆件上粘贴应变片并布置导线,实时监测整体提升阶段屋盖网架结构的应力变化情况,确保施工过程的安全性.本研究为大跨度屋盖网架结构整体提升的施工监测提供了思路和整体框架,可为同类工程建设提供有益的参考与借鉴.

大跨度钢桁架结构施工监测与卸载分析

大跨度空间结构施工阶段所受荷载复杂,结构的平均风险率高、失效概率大,为了保证施工安全和施工质量,开展完备的施工监测以指导合理施工至关重要。某博物馆采用大跨度钢桁架结构,桁架最大跨度为220m,按照结构健康监测方法实施施工期监测并进行卸载分析。通过对该工程卸载阶段应力、变形及倾角进行监测,大部分测点前期变化较大,后期趋于平稳,监测数据基本在有限元计算值范围内。部分区域的铅垂向位移超过有限元计算值,建议在运营期健康监测阶段加强监测。利用有限元分析和现场监测的方法能有效指导施工,确保卸载过程安全可靠。

大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计

针对大跨度钢-混凝土组合楼盖的经济适用工况和优化方向,以重要参数为基础,对大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计问题进行研究.在优化分析时,以组合楼盖的经济等效用钢量为目标函数,变量包括钢梁截面尺寸、钢梁间距和混凝土翼板厚度等8个参数,约束条件服从塑性设计理论、规范规定和工程经验.在不同跨度和可变荷载下,利用广义简约梯度(GRG)算法求解获得经济等效用钢量最小的组合梁截面.根据优化结果,跨度小于60 m、可变荷载小于6 kN/m2的组合楼盖能够有效地发挥组合结构的组合作用,具有较好的经济效益.对于传统组合楼盖经济适用性不强的超大跨楼盖,从提高腹板承载效率的角度,可以使用波形钢腹板组合楼盖体系,考虑张弦梁受力高效的优点提出新型弦支组合楼盖体系.

梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构设计

长沙梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构主要由内部主体框架-剪力墙结构和非解析连续异形曲面造型外帷幕钢结构组成。外帷幕钢结构以曲面脊线等特征线为协调或支承边界,采用基本随形单层钢网格壳体结构,通过外围随形斜折柱钢框架、前厅蜂窝网格壳体结构及内部伞撑支承于主体混凝土结构。针对结构空间受力的主要特点,采用SAP2000软件重点分析外帷幕钢结构对主体结构的附加倾覆效应;针对倾斜蜂窝网格壳体与大跨连廊构成的组合转换承载体系,对其受力特点、人行激励下的舒适度及抗连续倒塌等进行专项分析。结果表明,倾斜钢框架和蜂窝网格壳体结构在重力荷载下对主体结构的附加倾覆效应显著,设计中需要关注主体水平构件轴向力的叠加效应,需要对部分楼盖采取加厚楼板、提高配筋率、设置钢板、施加无粘结预应力等加强措施。

中国(杭州)国际快递会展中心结构设计

中国(杭州)国际快递会展中心采用钢框架-支撑结构体系,屋盖最大跨度90m,二层展厅最大跨度45m,屋盖及展厅均采用钢桁架结构。阐述了登陆厅大跨拱形柱屈曲分析,大跨楼面振动舒适度分析,屋面桁架节点有限元分析。针对场地起伏较大的情况,对地下室结构进行不平衡水土压力分析,对地下室构件进行包络设计,相关结论可为同类结构设计提供参考。