大跨度管桁架屋盖整体提升对下部混凝土结构的影响研究

为研究张家口奥体中心游泳馆大跨度管桁架屋盖在提升过程中对下部混凝土结构的影响,分析了不同数量、不同布置方式的提升架对混凝土楼板和框架梁挠度影响。设计5种不同提升架模型,研究其受力特性。研究结果表明,提升架模型d在风荷载作用下的水平位移为其他模型的2倍,模型e 4个吊点在相同竖向荷载作用下传递至支座的轴力相差较大。提升架吊索失效不利于提升架受力,应予防治。当提升架支座反力作用于梁板时,只对受力点影响较大,对其余部位影响较小,且多受力点共同作用对梁板的影响为多个单受力点对梁板影响的线性叠加。薄弱区框架梁承受提升架支座反力时,可在梁下部加设临时钢柱支撑,加设支撑后梁最大挠度减小约50%。

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层(局部3层)正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明:采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。

某大道速滑馆钢屋盖结构选型及设计

某大道速滑馆钢屋盖结构采用空间管桁架结构,建筑与结构融合为一。文章介绍了风荷载大的沿海地区的大跨度钢屋盖的结构选型,将张弦桁架与普通桁架进行对比分析,阐述了钢屋盖及屋面造型的结构设计。通过针对性的分析及措施阐述,钢屋盖结构刚度及构件应力比均满足规范要求,实现了建筑与结构的有机结合。

深圳机场卫星厅工程钢屋盖结构设计研究

深圳机场卫星厅为粤港澳大湾区重要机场交通枢纽工程,屋盖设计采用建筑结构一体化的设计理念,结构方案充分考虑建筑构型需求,利用结构布置逻辑与建筑设计逻辑一致的原则,以建筑平面X形构型为基准并结合室内X形装饰效果,最终屋盖结构体系采用交叉立体桁架结构方案。4个角部指廊屋盖结构为交叉立体桁架方案,2个中央指廊采用交叉立体桁架与三角锥网架混合结构方案,整个卫星厅屋盖交叉桁架最大跨度为75m,三角锥网架最大跨度为72m,从而结构方案实现了边界条件复杂情况下的大跨度空间效果。通过建立有限元模型进行各工况下的内力分析,对结构体系的静动力性能、结构稳定性、抗震性能及节点分析等关键技术进行阐述,并对交叉桁架与三角锥网架这类混合结构施工方案进行施工模拟分析。结果表明,屋盖结构体系采用交叉立体桁架方案不仅减少了传统桁架平面外需要设置侧向支撑需求,同时在结构逻辑布置上与建筑设计理念达到了融合,实现了建筑结构一体化的设计理念。

某高校体育馆钢结构屋盖设计与分析

基于某高校体育馆钢结构屋盖设计过程,比选了3种不同屋盖结构体系,最终选择空间倒三角钢桁架结构作为本项目的屋盖结构形式。采用有限元软件SAP2000对钢结构屋盖进行整体建模,对结构整体动力特性、整体抗震、位移、各杆件设计强度(弯曲、抗剪)、整体稳定应力、重要节点进行有限元分析,经计算分析该项目主馆屋盖钢结构的各项性能均满足规范要求,可保证结构受力的安全可靠。

带大跨度木桁架屋盖的掉层结构分析与设计

基于重庆某带大跨度木屋盖的钢筋混凝土框架掉层混合结构,研究大跨度钢筋混凝土混合掉层结构的分析和设计。通过屋盖支座方案对比,上接地层是否设置拉梁对比论证结构方案的合理性;针对结构的竖向不规则和平面不规则进行了针对性的弹性分析和弹塑性时程分析,对关键构件确定了相应性能水准并进行验算;对大跨度木桁架进行专项分析,分析显示木结构在各类工况下均处于弹性工作阶段;通过以上分析,表明结构方案合理且在罕遇地震下能够达到预定的抗震性能目标。最后提出该类混合结构的加强措施,为后续掉层混合结构设计提供相应的参考。

上海临港星空之境海绵公园日月桥和无限桥

回顾星空之境海绵公园日月桥和无限桥的设计和建设过程,呈现建筑师对于异形桥梁的设计探索。

大型离轴空间相机桁架支撑结构的设计

设计了一种18杆空间相机桁架式主支撑结构,解决了大型离轴三反空间相机主支撑结构要求同时具备轻质、高刚度、高强度和高热尺寸稳定性的难题。分析了采用整体框架结构及桁架支撑结构作为离轴三反空间相机主支撑结构的优缺点,根据光学系统及相机整体结构尺寸特点,确定了桁架支撑方案。分析对比了单层6杆桁架结构和双层18杆桁架结构的动静态刚度。合理选取了桁架式主支撑结构的材料,分析了对支杆基频的影响因素,优化设计了支杆的结构参数,分析了18杆桁架支撑结构的力、热特性,并对支杆与杆接头的胶粘结强度进行了试验测试。有限元分析结果表明,相机桁架主支撑结构一阶固有频率为78.4 Hz,次镜在X向重力作用下绕Y轴的最大倾角为4.6″,动静态刚度均满足设计指标要求。碳纤支杆拉伸试验结果表明,胶粘结支杆的抗拉强度为5.85 MPa,满足强度要求。

某机库钢结构网架屋盖整体提升施工关键技术研究

以某机库钢结构网架屋盖整体提升工程为例,提出了大跨度空间网架结构提升点布置的影响因素,通过对5种提升点布置方案的比选确定了最终的提升点数量及位置。归纳出了此类工程典型不同步工况选取的三点原则并提出了一系列的同步控制措施,对机库网架屋盖被提升部分建立完整的有限元模型,运用有限元软件MIDAS进行不同步工况及提升点失效工况的计算,分析两类工况下结构应力及变形的响应规律,根据计算结果提出了被提升结构的加固措施及杆件替换方案。根据整体计算结果设计合理的提升支撑架以及下提升点工装,并应用有限元软件ANSYS对提升支撑架、下提升点及被提升结构部分连接节点和杆件进行验算校核,充分保证结构的安全。对卸载阶段边界条件的瞬间变换进行了模拟计算,确保了卸载阶段施工的安全。

空间相机桁架式支撑结构的集成优化设计

桁架式支撑结构在大中型离轴三反(TMA)空间相机中使用广泛,如何提高其动力学特性是此类相机研制过程中的关键。针对桁架结构的设计问题,提出了通过集成优化确定桁架结构动力学特性最佳位置的方法,使用实验设计的手段,对影响其动力学特性的各桁架杆位置变量进行了研究,分析了该优化问题解空间的特点;为了实现桁架结构的全局最优设计,以提高支撑结构的一阶自然频率为目标,使用多岛遗传算法(Multi-island GA)进行全局寻优求解。利用有限元分析的方法,得到该桁架经优化后的一阶自然频率107.72 Hz,较未经优化的初始结构(83.45 Hz)提升了29%,效果显著。该研究提出的集成优化模型和分析方法为此类桁架结构的设计提出了新的思路。

大型离轴三反相机桁架式主支撑结构的设计与优化

为了提高空间相机主支撑结构的刚度,减轻结构质量,根据大型离轴三反空间相机的特点,研究了其主支撑结构的形式。应用Rayleigh法推导了桁架式主支撑结构的基频计算公式,分析了桁架杆间夹角对其基频的影响,并以此为基础研究了其优化方法和优化过程。优化设计了某预研空间相机的桁架式主支撑结构并对其结构特性进行了分析。分析结果表明,设计的主支撑机构的质量减轻了22kg,基频可达146Hz,表明本研究对大型离轴三反空间相机主支撑结构的设计具有参考价值。该研究结果已成功应用于某预研相机的样机研制中。

离轴空间遥感器主支撑结构设计

长焦距离轴三反(TMA)空间光学遥感器各光学元件的位置精度和动态稳定性与其主支撑结构相关,因此,本文研究了遥感器主支撑结构设计方案。对比分析了主支撑结构的常用形式,确定了桁架结构方案,并对其进行了材料选择和连接工艺分析。推导了三杆结构(桁架基本单元)的一阶频率解析式,并确定了其最佳形式。在初始设计的基础上,利用灵敏度分析和参数优化设计方法得到了一种24杆式主支撑结构。作为验证,对该支撑结构进行了静态翻转和动力学试验。试验结果表明,主支撑由竖直状态翻转到水平状态后,前端倾角变化小于10″,一阶固有频率为55Hz,振动试验中支杆最大应力为135MPa,满足各项设计指标要求。

大口径长焦距相机主次镜支撑结构方案初步研究

随着航天技术的迅猛发展,为了实现高分辨率的对地观测,大口径、长焦距的空间相机已成为发展趋势。连接相机主镜和次镜的支撑结构,很大程度上影响相机的成像性能和稳定性,是光学系统的敏感环节。为了得到更好的成像品质,文章选择了筒式、三杆式与桁架式这3种支撑方案作为研究对象,通过工程分析软件对每种结构的设计参数进行优化并进行有限元分析,通过对结构的力学稳定性、热稳定性以及质量等因素的综合考虑,最终选择桁架式支撑结构为最优方案,更适合于大口径、长焦距相机的发展趋势,并提出了该种结构进一步优化的空间与方向。

轻型空间相机桁架结构设计与模态分析

为设计适合轻型高分辨空间相机的桁架结构,研究了模态分析的方法和桁架设计中需要考虑的问题.通过对不同的次镜支撑结构进行模态分析和对比,提出了适用于轻型相机的三翼中心三角次镜支撑结构,并完成了整体桁架结构的设计.有限元分析结果表明,所设计的桁架结构具有固有频率高、质量轻等优点,能够满足轻型空间相机的要求,并可以作为其他大口径空间相机桁架结构的设计参考.

大跨空间桁架与混凝土支承结构体系协同工作分析

上部大跨空间桁架结构与下部混凝土支承结构体系是常见的大跨结构形式。对于此类混合结构体系,现阶段的工程设计大多将上部大跨钢结构与下部混凝土支承结构分开进行设计计算。在对上部大跨钢结构单独进行计算分析时,边界条件采用简化的支座模型以模拟下部混凝土支承结构。然而这样的处理方式无法准确反映结构的实际受力情况,因此,通过整体建模进行此类混合结构的计算分析以揭示其静动力特性非常有必要。本文通过对比武汉银河汇主入口屋盖工程的单独计算结果与考虑下部混凝土支承结构协同工作的整体计算结果,得出考虑协同工作与不考虑协同工作两者在周期振型、支座反力、杆件内力、单元应力和构件位移等方面均存在差异,采用简化的固定支座或铰支座模型不能完全模拟下部混凝土支承结构对上部大跨钢结构的约束作用。论证了对于混合结构体系考虑协同工作的必要性,并对两者产生差异的原因进行了分析。

大跨度钢桁架安装施工技术

二一工程大跨度钢桁架数量多、分布广,通过采用临时格构式支撑,屋面桁架支撑顶部设置横梁,桁架分段通过定位模板与支撑顶部横梁连接,吊装单元之间的嵌补杆采用高空散拼方式进行安装,实现对大跨度钢桁架精确安装,为类似项目钢结构施工提供参考。

多维多点激励下大跨度空间钢结构的抗震研究进展

大跨度空间钢结构作为重要的公共设施,其安全性问题直接关系着国计民生,随着大跨度空间钢结构理论与实践经验的逐渐成熟和完善,其跨度也在逐渐增大。地震载荷作用下,在空间结构设计中考虑地震动的多维多点输入变得十分必要。本文对大跨度空间钢结构多维多点输入抗震的研究现状进行了系统的综述和总结,阐述并评价了现行大跨度空间钢结构考虑多维多点输入的3种抗震计算方法,即时程分析法、随机振动分析法和反应谱法。最后,对今后空间钢结构仍需要进一步研究的问题提出了建议和展望。

电厂干煤棚的选型和工程实践

为推广应用有优良性能的空间结构，分析了几种可选作电厂干煤棚的空间结构形式，并结合工程实例作了详细的介绍。几种结构形式可应用于实际工程。

毕节体育场无内支撑钢屋盖体系设计

毕节体育场采用一种无内支撑的空间管桁架体系,屋盖钢结构与下部混凝土看台间未设置竖向支撑,仅通过脚部的38个成品球铰支座铰接支承于下部混凝土柱顶,独自站立。设计中,考虑了屋盖钢结构非坐落于地面引起的地震放大影响,对结构体系进行了考虑初始缺陷的稳定性分析,并对结构中关键节点进行了非线性有限元分析。结果表明,该体系在使用荷载作用下具有足够的承载能力和刚度,并有良好的稳定性能和可靠的节点连接。

预应力空间钢结构在我国的实践与展望

预应力空间钢结构是20世纪建筑结构学科中的重大成就.作者介绍了这类结构的发展过程及特点,对近些年来在我国建造的一批预应力空间钢结构工程的结构类型、预应力特征和经济指标作了简介,并对其在我国工程实践中的成绩、问题和前景作了阐述.