空间管桁架结构健康监测传感器布置优化分析

以临夏体育场空间管桁架罩棚为研究对象,基于小扰动分析方法与承载能力分析方法找出结构的关键杆件,通过对管桁架罩棚结构有限元模型各阶模态进行分析来了解动力作用下的结构响应。结合所选关键杆件确定传感器布置最优方案,包括传感器的种类、数量及位置。对管桁架罩棚结构整体与局部细部实体模型进行有限元分析,将管桁架有限元实体模型进行局部吊装、整体卸载等全过程模拟分析,同时将优化的承载能力分析方法应用于体育场空间管桁架罩棚健康监测,并对比有限元模拟结果和实际监测结果。结果表明:现场安装传感器时定位偏差越小,各阶段实测数据与模拟值吻合越好;传感器种类、数量、位置及安装精度都会直接影响数据分析的逻辑性,且对后续准确评价结构安全性起决定作用;承载能力分析方法结合结构动力学传感器布置方法比单一小扰动分析方法更为高效快捷,能准确预警空间杆件可能损伤的位置,从而进行结构安全性评价。

复杂空间钢管桁架CAD建模中模板的应用

通过桁架模板库的建立和单榀设计与整体设计相结合的方法,方便准确地实现了复杂空间管桁架结构的有限元建模,并有助于充分了解单榀桁架结构性能,方便实现结构方案的选型.基于模板的建模方法,方便了结构设计人员,提高了管桁架结构设计的效率.

空间圆管桁架混凝土组合梁受力性能试验研究

空间圆管桁架混凝土组合结构是一种新型组合结构,为了解其受力特点、破坏机理、变形能力、管桁架杆件的内力分布规律及界面相对滑移等,设计制作了2根弦杆未填充混凝土的不同混凝土翼板厚度的空间圆管桁架混凝土组合梁模型试件,采用三分点对称加载,对其进行受力性能试验研究。研究表明,在对称荷载作用下,组合梁的破坏形式为弯曲破坏,同时伴随有受拉腹杆节点焊缝的强度破坏;空间圆管桁架组合梁具有良好的承载能力和变形能力,相同荷载下,混凝土板厚的组合梁的承载能力高于板薄的组合梁;组合梁破坏时,其跨中挠度约为跨径的1/200;不考虑界面相对滑移的情况下,截面应变满足平截面假定;加载前期,支点截面界面相对滑移量大于L/8截面,而加载后期,L/8截面界面相对滑移量大于支点截面;腹杆为非轴心受拉或受压杆件,且跨中位置腹杆的轴力较小,梁端位置腹杆的轴力较大。

赣州西站主体结构动力弹塑性分析

赣州西站主站房为"桥建合一"的线上式高架站房,主体结构采用型钢混凝土框架结构,站房屋面采用空间钢网格结构,其中突出正立面钢结构采用钢网格筒+空间桁架结构。采用有限元软件ABAQUS对整体结构进行动力弹塑性时程分析,其中预应力构件采用等效荷载法进行分析,并在此基础上对关键节点进行有限元分析。分析结果表明,罕遇地震作用下,结构构件性能均满足预期性能目标,关键节点处于弹性,仅局部楼板损伤明显。

某游泳馆钢屋盖检测及鉴定分析研究

以某游泳馆钢屋盖结构为实例,详细介绍了空间钢管桁架结构体系的现场检测与抗震鉴定分析方法。现场对钢屋盖的结构平面布置、主要构件截面尺寸、钢材强度、焊缝质量、杆件表面涂层厚度、使用及损伤状况、钢杆件锈蚀深度等进行了详细检测和调查,根据现场检测结果采用Midas Gen软件对钢屋盖进行了结构计算分析,分析结果表明:杆件的强度、稳定性及变形均满足规范要求。最后提出了相应的维修加固处理建议,研究成果可为类似的工程提供参考借鉴。

钢管轻集料混凝土空间桁架梁受弯试验设计

对于钢管轻集料混凝土空间桁架梁这一新型组合结构,目前国内外较少有拟静力试验分析,而试件设计及制作尤为关键。参照现有的钢结构及钢管混凝土规范,设计了一个钢管轻集料混凝土空间桁架梁试件及一个相应的K型节点试件,重点介绍了此空间桁架梁的制作过程及加载方式。通过对桁架梁进行结构计算分析,得到了其预估承载力。制作后的试件各项参数均达到设计要求,加载设备也完全满足试验要求。设计方案为后期钢管轻集料混凝土空间桁架梁受弯试验的成功奠定了基础。

空间管桁架结构设计

空间管桁架作为一种新型的空间结构体系,具有刚度大、用钢量小、施工方便、经济环保性能优等特点,广泛应用于大型输变电站、体育馆、车站等大跨空间结构中。通过对管桁架结构布置、稳定性和抗震性能的分析,讨论结构外观体型布置对大跨度结构内力及变形的影响,为同类结构设计提供参考和借鉴。

阿拉尔市体育中心体育馆钢屋盖结构设计

阿拉尔市体育中心体育馆主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋面部分为落地空间管桁架结构。重点介绍了屋盖结构体系以及在分析和设计中涉及的关键问题。采用3d3s11.0和MIDAS/Gen 8.0两种软件进行整体计算并相互校核。进行了非线性整体稳定性分析,同时采用ANSYS软件对该结构的关键节点进行分析。计算分析表明,结构构件的应力比、变形及结构整体稳定性均满足设计要求。

铝矿堆取料场防雨棚门式管桁结构设计

结合某氧化铝厂铝矿堆取料场防雨棚钢结构设计,简单介绍了门式空间管桁架结构在实际工程中的应用,论述了设计过程中设计方案的选取及设计过程中应注意的问题,为以后此类结构工程设计提供了一定指导。

空间钢管桁架直接焊接相贯节点研究

文章介绍了钢管桁架相贯节点的主要形式及钢管桁架直接焊接相贯节点补强角焊缝的计算。

钢管空间桁架结构自由扭转的有限元分析与验证

文章采用通用有限元软件ANSYS对矩形截面钢管空间桁架和等腰三角形截面钢管空间桁架进行建模与分析,提取单位扭矩作用下的扭转角,利用材料力学知识计算相关扭转刚度。通过分别与赵思远博士、郭彦林教授和窦超教授的钢管空间桁架扭转理论公式进行比对,来验证有限元建模的正确性和与相关理论的适用性。通过改变钢管空间桁架的上下平面弦杆面积比值、上下平面斜腹杆的面积比值以及节间距离等相关参数,可以进一步扩大理论的适用范围。总结出不同钢管空间桁架的适用情形及改进意见。

空间桁架结构在景观建筑中的运用

矩形钢管空间桁架结构具有结构稳定性好,造型轻盈,承载能力强等特点,很好地契合了景观建筑的特征。某大型公园的核心景观建筑采用了这种矩形钢管空间桁架结构,并对其进行了适当地改进,以满足建筑自身大跨度、大悬挑和结构抗震的要求。通过有限元计算分析,得到了该环形桁架空间结构在罕遇地震下的变形特征及构件应力状态。结果表明,该结构安全合理,具有良好的抗震性能,且结构主体完工后所呈现的形态充分地还原了建筑师的设计意图。

空间结构扇形双曲面螺旋管桁架施工技术

根据商丘文化艺术中心钢结构项目入口大厅扇形双曲面螺旋管桁架施工过程中的安装方法及安全控制的技术措施,阐述了双曲面弧形桁架在未闭合状态下分段吊装、空间定位安装过程及安全防护控制技术的成功应用的基本过程。

苏州火车站站房钢结构复杂节点设计研究

苏州火车站屋盖结构采用空间菱形大跨度钢管桁架结构,局部为双向交叉菱形桁架。桁架汇交杆件数量多、直径大,节点构造非常复杂。工程节点主要采用相贯焊接的形式,受力集中和几何构型非常独特的部位采用铸钢节点。焊接节点域进行局部加厚,并在主通弦杆内部设置环形加劲肋,以提高节点承载力。铸钢节点域根据构件的几何尺寸与空间关系确定主通杆件与加劲肋的设置方式,采用渐变壁厚的方式满足受力平衡过渡以及铸造工艺的要求,并在构件端口设置构造环肋以及反向焊接坡口解决与钢管的连接。通过有限元分析与试验研究对上述节点构造的合理性进行了全面分析,确保节点具有较大的安全储备。

考虑剪切变形影响的空间管桁架组合梁挠度计算与分析

为研究新型空间管桁架组合结构的变形特点,将空间管桁架组合梁弯曲受力行为分解为等效空腹虚拟梁的弯曲作用和腹杆组成的虚拟桁架作用。利用虚功原理建立了考虑空腹式腹杆剪切变形影响的挠度计算公式,并采用模型梁加载试验与有限元分析法对计算挠度进行了对比分析。结果表明:剪切变形产生的挠度为计算总挠度的52%,为弯曲作用产生的计算挠度的1.07倍;在各级荷载作用下,考虑剪切变形影响的计算挠度与试验、有限元结果吻合较好,平均偏差分别为5%和2%,试验值与有限元计算值的平均偏差为2%;实测结果验证了计算公式的正确性和有限元模型的合理性。文中建立的挠度计算公式为此类结构在弹性状态时的挠度计算提供了一种准确的简化计算方法。

黄骅市天健湖文体公园体育场罩棚结构设计

黄骅市天健湖文体公园体育场罩棚采用悬挑空间管桁架结构。重点探讨了结构设计中的关键问题,如结构体系选型、受力分析、设计计算参数选取、温度作用等。对结构进行各工况下的受力分析,采用ABAQUS进行几何-材料非线性稳定分析,结果表明,结构的应力比、变形和稳定系数均满足规范要求。

三门峡文体中心会展中心结构设计

三门峡文体中心会展中心采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。会展中心设计为一个完整的结构单元,不设永久缝,通过控制施工顺序、调整混凝土要求、合理分配伸缩单元等措施,结合整套施工工艺和方法,解决了抗震性能、混凝土裂缝控制难题;对于大空间、大跨度屋面,采用相贯线管桁架或与相贯线管桁架结合的张弦钢结构,以三管受压钢管桁架和受拉的钢索共同组成管桁架+预应力张拉索结构体系;2层展厅地面采用27m双向大跨桁架,设计时在保证2层无柱展厅布展荷载使用的同时,最大限度地减少1层展厅结构柱的数量,确保上下两层均达到展厅的使用要求和投资控制。结构设计采用了多项先进技术和分析程序,很好地解决了建筑功能和空间复杂、平面超长、跨度大等多项难题。

空、实心钢管混凝土构件复杂受力下统一公式——压-弯-剪-扭相关方程

通过理论推导,得出钢管混凝土构件在复杂应力下的承载力相关方程的基本形式。基于构件等效模型以及单独受力状态下的平衡方程,对复杂受力情况下的钢管混凝土进行受力分析,求出等效桁架中各杆的内力,确定其屈服破坏形态,最后得出屈服方程。利用前面的平衡方程,推导得出各外力间的承载力相关方程。考虑钢管和混凝土之间套箍作用的影响,对承载力相关方程中的各极限承载力项和组合项进行修正。

济宁文体中心体育场钢屋盖结构设计

济宁文体中心体育场下部采用钢筋混凝土框架结构,屋面采用空间钢管桁架结构。屋面体系由径向主桁架、环向桁架与支撑一起构成。重点介绍了该结构在分析和设计中的关键问题,结构体系的布置及荷载取值。采用ANSYS软件进行了考虑几何及材料非线性的整体稳定性分析,同时对该结构采用的关键节点形式进行了分析,对此类结构的特点进行了探讨。计算分析表明,结构构件的应力比、变形及结构整体稳定性均能满足设计要求,同时通过在设计中采用滑动型节点有效降低了结构的温度效应。

空、实心钢管混凝土构件复杂受力下统一公式——平衡方程和模型等效

通过理论推导,得出钢管混凝土构件在复杂应力下的承载力相关方程的基本形式。将钢管混凝土等效为一个空间桁架,钢管与混凝土组成该空间桁架中单个独立的构件。先不考虑套箍作用的影响,应用极限平衡理论,即不管加载历程和变形过程,直接根据结构处于极限状态时的平衡条件算出极限状态时的荷载数值。然后利用各结构元件中的内力与外荷载保持平衡的静力平衡条件,分别建立钢管混凝土结构在单独承受轴力、弯矩、扭矩和剪力作用时的静力平衡方程。