某拱形空间管桁架结构稳定性能分析

大跨空间结构常因整体稳定不足而造成严重的安全隐患,针对某实际工程中拱形空间管桁架结构采用参数化分析方法进行整体稳定性能分析研究,考虑了缺陷幅值、重要杆件以及几何参数等因素对结构稳定承载力的影响。研究表明:在不利组合工况作用下,临界荷载系数为6.03,结构稳定性较好;结构对初始缺陷不敏感,其稳定系数变化不足4%;斜腹杆局部失稳下结构仍具有较强的承载能力;考虑双重非线性效应,在一定范围内增大其宽高比和外径比可以显著提高结构稳定承载能力,并给出宽高比控制在0.5~1之间、外径比控制在0.5左右的设计建议。研究结果为此类结构的设计与施工提供了参考。

网架系杆钢管混凝土拱组合桥的研究

提出了一种新的桥梁结构形式———网架系杆钢管混凝土拱组合桥．并将这一构思首先应用于一座５０ｍ跨１０ｍ宽的双车道公路桥中．结合空间网架结构、钢管混凝土结构、系杆拱桥的受力特点，阐述了这种新型式桥的结构构成、受力机理。

网架系杆钢管混凝土拱桥静动力分析

分析了网架系杆钢管混凝土拱桥的静、动力性能，介绍了这种桥梁设计中拱肋、网架的计算方法，以及动态规划法在汽车移动荷载计算中的应用，并对这种新型桥梁结构的优点进行了分析和总结．

拱形钢管桁架结构榀间距优化分析

拱形钢管桁架结构在封闭煤场中得到广泛的运用,为研究主桁架榀间距对结构经济性的影响规律。对大跨度拱形钢管桁架整体结构进行简化,将简化结构的位移和整体结构的位移进行比较,依据对比的结果对简化结构进行主桁架榀间距分析,按照应力比优化为算法准则,计算不同主桁架榀间距结构的最大竖向位移、支座反力和单位面积用钢量。研究结果表明:以三榀主桁架组成的简化结构和整体结构最大竖向位移差值未超过3.0%,相差较小,说明简化结构和整体结构的受力特点比较一致。结构最大竖向位移和最大支座反力随着主桁架榀间距的增加而增大,主桁架榀间距为28.7m单位用钢量最少,经济性最高,主桁架榀间距在20~25.8m经济性一般,超过34.5m或小于17.1m的榀间距经济性差,在实际工程设计中应该合理选择主桁架榀间距。

大矢跨比平面钢管拱形桁架吊装技术创新

大跨度结构应用日益频繁,各种结构形式不断涌现,空间、平面桁架结构应用广泛。平面桁架侧向刚度差,拱形结构多点吊装时,各吊点分布在上弦圆弧线上,不在同一标高,钢丝绳所需长度随起吊过程发生变化,这些特点给桁架吊装造成极大困扰。通过大跨度空间格构式铁扁担,采用多点起吊,克服平面桁架侧向稳定性差的问题,使用一根钢丝绳通过多组定滑轮,实现钢丝绳自由穿越,自动调节绳长,从而各段钢丝绳同步受力。通过上述方法成功解决了大矢跨比平面钢管拱形桁架吊装技术难题,为类似的侧向刚度差的大跨度构件吊装提供借鉴,同时也为多吊点非同一标高的构件吊装提供借鉴。

大跨度装配式钢管拱立拼技术

钢管混凝土拱桥多为焊接结构,厂内制作时通常采用卧拼方式进行加工制造,而德余乌江特大桥采用了等宽变高度空间桁架结构,其拱肋与K撑和X撑,以及拱肋与公共腹杆间均采用栓接结构,仅采用常规卧拼制造工艺难以满足桁架拱的高精度栓接要求,所以德余乌江特大桥采用了全桥连续立拼工艺,保证了桁架拱的制造及桥位安装精度。结合德余乌江特大桥施工实例,阐述了大跨度装配式钢管拱立拼的施工步骤及工艺,为今后类似工程提供借鉴和参考。

苏州高等教育园预应力拉索拱结构设计与分析

苏州高等教育园主入口钢结构预应力拉索拱是教育园的标志性建筑。结构建筑造型复杂,体量较大,结构采用了空间管桁架形式。讨论了结构计算和设计中的主要问题,包括杆件设计、节点设计和抗震分析等。分析结果表明,此类管桁架结构按桁架模型和刚架模型计算结果整体上差别不大,但局部杆件可能需要考虑次弯矩的不利影响;预应力的大小影响拉索拱的模态和自振周期;拉索预应力的取值要综合考虑结构的整体反应、变形要求和经济性等因素。

新疆呼图壁体育馆屋盖结构设计与研究

新疆呼图壁体育馆下部为钢筋混凝土框架结构,上部为异型曲面钢结构屋面,采用三角形空间管桁架拱形结构,主跨89m,结构顶点至拱脚高度为25.3m,拱的矢跨比为1∶3.5。采用多种有限元软件对结构进行各种荷载工况下的整体受力分析,同时采用ANSYS软件对结构的整体稳定及主要节点进行有限元分析。通过各种分析及合理设计,保证了结构的安全可靠,同时最大限度地满足了建筑效果和使用功能。

节点刚度对空间管桁架拱动力性能影响的研究

为研究相贯节点刚度对空间管桁架拱动力性能的影响,在节点域板壳单元与弹簧单元的动力性能一致性得到验证的基础上,建立节点域精细化弹簧模型,采用材料与几何非线性有限元法分析结构模态与地震时程响应。以跨度为50m,矢跨比为0.29的倒三角形截面空间管桁架拱为算例,结果表明:节点域弹簧模型的基频比普通模型低8.81%。加速度峰值为0.4gal的各向地震作用下,节点未进入塑性状态,节点处引入弹簧单元能有效地考虑节点的半刚性,相对于理想刚接的情况,节点位移响应相差不大,而轴力响应较为明显,水平地震作用下结构的内力增大了25.53%,竖向地震作用下结构的内力增大了4.89%,三维地震作用下结构的内力增大了22.49%。对不同跨度、矢跨比的空间管桁架拱进行了时程响应分析与讨论,计算结果表明:在大跨度管桁架拱节点设计分析中,节点刚度对结构动力性能的影响有较强的敏感性;节点刚度对不同矢跨比管桁架拱动力响应的影响与地震波的输入方向有关,此类结构在强震作用下,不宜采用未考虑节点刚度的模型进行动力响应分析。