某体育场大跨拱形雨蓬加固改造设计与分析

合肥一中体育场雨蓬为改造项目,在不破坏原有看台结构的基础上,新建跨度为160m的拱形雨蓬来实现建筑的功能。此工程采用大跨钢管拱桁架结构形式,主拱跨度为128m,属于跨度超限结构。通过数值模拟风洞试验,得到了此结构的体型系数和风振系数,并和相关规范及文献进行对比,获取合适的风荷载参数对结构进行分析。采用3D3S、MIDAS Gen等软件对结构进行了静力和变形计算、抗震性能分析、稳定性分析、抗连续倒塌性能分析、支座位移分析等。采用ANSYS软件对结构的关键节点进行了有限元分析,并在重要部位及薄弱区域进行了构造加强措施。结果表明,该结构的承载力和变形均满足相关规范要求,节点可以满足承载力要求。

施工状态大跨钢管拱桁架结构受力变形监测与分析

对某体育馆屋盖大跨钢管拱桁架结构施工中变形监测及分析表明:处于施工过程中的钢管拱桁架及支墩变形随季节温度变化规律明显,变形与施工时间、支墩抗力体系结构的不对称及施工所处工况状态有关。施工中的结构与竣工后服役状态结构受力及变形特点不同,必须认真分析、制定合理的施工方案,确保工程质量。

强震下钢管拱桁架损伤及失效机理研究

在有限元软件ABAQUS平台上,编制考虑钢材损伤累积和失效的用户材料子程序,并应用其对钢管拱桁架结构在强震下的动力响应及破坏形态进行研究。结果表明:用户材料子程序具有较高的计算精度;考虑损伤的结构在失效应变由0.2减小到0.05时,其破坏加速度峰值比不考虑损伤时降低7.04%~46.7%;失效应变为0.2、0.15、0.1、0.05时,其破坏加速度峰值、最大节点位移和结构平均应变的比率分别为1∶0.86∶0.73∶0.57、1∶0.76∶0.53∶0.29和1∶0.79∶0.58∶0.35;考虑损伤和不考虑损伤时,结构均发生非对称破坏形态;结构的破坏位置,考虑损伤时在1/3跨附近,不考虑损伤时在1/3跨及跨中附近。

钢管拱桁架的静力稳定性研究

利用大型有限元程序ANSYS对拱桁架进行了静力稳定性分析,同时考虑了初始缺陷、荷载作用范围及约束条件等因素对拱桁架静力稳定性能的影响.结果表明:拱桁架的失稳形态为整体失稳;初始缺陷对拱桁架的稳定承载力和失稳时的变形都影响显著;拱桁架在半跨荷载作用下的稳定临界承载力比满跨时略高,但变形却比满跨时大得多;约束绕x轴的转动和固定约束的作用基本相同,使结构的稳定承载力比只限制位移提高10.6%.

牛角坪双线特大桥桥式方案研究

研究目的:结合线路、地形、地质情况,对牛角坪大桥提出较为合理的桥式方案。研究方法:通过对不同桥式方案的静动力特性研究,结合投资分析,提出较为合理的桥式方案。研究结果:进行了主跨256m钢桁拱,主跨256m钢管混凝土拱,主跨(110+192+110)m预应力混凝土连续刚构,主跨(144+192+144)m下承式连续钢桁梁研究。研究结论:大跨铁路桥梁,采用轻型梁部结构的上承式拱桥方案,动力特性较易满足。高墩大跨铁路梁式桥,采用轻型的梁部结构,动力特性相对较好;采用混凝土梁部结构,经济上较省。

赵家沟大桥临时支架设计

新建浦东大道赵家沟大桥主桥为下承式系杆拱桥,采用先梁后拱的施工工艺,其中拱肋采用在桥面结构上搭设塔架施工的竖转提升工艺,纵、横梁及桥面板支撑采用混合支架。临时支架采用609钢管桩+贝雷梁+48小钢管组成的复合支架形式,承受桥道系结构施工时的荷载、预应力张拉引起的次效应以及竖转提升工艺所传递的荷载,受力较为复杂。采用精细化数值模拟技术对支架与结构在整个施工过程中的受力状态进行模拟,数值模拟结果及实践监测数据表明结构安全,支架的各部分构件受力满足要求,所设计的支撑柱改善了桥道系结构、贝雷梁以及钢管支架的受力状态。

钢管拱桁架在地震作用下的动力响应研究

研究了单榀钢管空间拱桁架在地震荷载作用下的动力响应。采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元动力分析程序,探讨了该结构在竖向输入El-centro地震波作用下的动力响应,以及在各级地震荷载作用下,如何计算拱桁架的动力响应。指出结构的位移和内力响应随地震加速度峰值的增加呈非线性变化;支座附近的杆件塑性应变响应最大,发展最快,首先达到材料的极限应变而退出工作;在地震响应中,该结构支座附近的杆件是最薄弱的部位。

飓风区大跨度拱形钢管桁架结构设计

以地处澳大利亚飓风区的某堆场钢结构罩棚工程为例,利用SPACEGASS、SAP2000、ANSYS软件对结构进行设计和计算,分析结构的静力、动力特性以及变形能力,对如何设计以风荷载为控制荷载的大跨度管桁结构进行探索。

钢管桁架拱组合式系杆拱桥稳定性计算分析

钢管桁架拱组合式系杆拱桥是指采用钢管混凝土拱肋,跨中局部范围布置单榀拱肋、其余两侧采用双榀成提篮式,或在满足建筑限界要求范围内设平行式的拱桥,其二榀间一般采用框架式联结系。为了贯彻上述制定单榀拱肋组合式系杆拱方案的要点,特选定某三跨连续系梁下承式钢管桁架拱肋系杆拱为例,说明拱桥的设计思路及稳定性分析方法。

钢管混凝土桁架拱桥时变分析研究

该文以大跨度钢管混凝土桁架拱桥为背景分析了时变对拱肋结构力学状态的影响,结果表明时变对拱肋内力影响较小,而对应力影响很大,设计时必须考虑时变带来的应力重分布效应。

地震下某三心圆双向钢桁架结构体系动力弹塑性失效分析

运用SAP2000结构分析软件与塑性铰理论,对某兼具地震避难所功能的三心圆双向钢管拱桁架结构的大跨公共建筑进行了地震波作用下的动力弹塑性性能分析,考虑了几何和材料双重非线性影响,获得了结构的变形形态、失效类型、塑性发展程度和延性性能,并基于其失效形态对强震下的抗震性能进行了评定。结果表明:该结构在强震作用下的失效模式是,三心圆拱桁架在变曲率处和支座处的关键弦杆、腹杆陆续进入不同阶段的塑性铰并形成局部塑性铰集中区域,导致结构沦为机构而失效;该结构在地震波下的失效界限地震加速度峰值为595gal,最大竖向变形为跨度的1/207,结构各方向延性系数均大于4,具有较好的塑性变形能力,可满足8度抗震设防区在罕遇地震作用下的安全性能要求。

钢筋混凝土桁架拱桥病害分析及加固技术

在系统调查与分析钢筋混凝土桁架拱桥病害的基础上,提出了采用增大截面、黏贴钢板、黏贴碳纤维布的综合加固方法,对从事旧桥加固的工程技术人员有一定的借鉴作用。

钢管桁架梁拱组合体系桥成桥索力优化

采用有约束的最小能量法,以拱肋与主梁的弯曲、拉压应变能之和为目标函数,以吊杆张拉力为变量,制定能够契合优化目标的索力、关心截面位移以及内力的约束条件,通过建立优化模型来求解最优的成桥索力.基于优化模型,以80 m下承式单索面钢管桁架梁拱组合体系桥为工程实例,通过编制Matlab程序对索力进行小幅度优化使结构达到良好的成桥状态.结果表明:有约束的最小能量法求得的成桥索力分布趋势更符合实际,优化索力作用下主梁以及拱脚处的挠度、弯矩较设计值均有所减小.

钢管桁架拱结构承载性能的影响因素分析

钢管桁架拱结构在建筑工程中应用十分普遍,有必要对其承载性能的影响因素进行研究。以某体育馆屋盖为例,在考虑几何非线性及材料非线性的基础上,分析了初始缺陷、荷载分布及边界支承对桁架拱的极限承载力的影响;并分别采用铰支和固支支座,对桁架拱结构的自振频率及振型进行了比较。分析结果表明,初始缺陷对该桁架拱结构的极限承载力影响不大,而边界支承的影响显著,应考虑荷载半跨布置的不利影响。在抗震设计时,边界支承对结构的自振频率及振型的改变有限,可以忽略,而高阶振型的影响因素不可忽视。

钢管桁架拱结构焊缝裂纹损伤监测研究

针对钢管桁架拱结构焊缝裂纹损伤问题,提出基于压电波动法的焊缝裂纹损伤主动监测方法。以应用于隧道支护的方钢管桁架三角拱作为实验试件,在预定位置安装6个压电陶瓷传感器,采集各级荷载作用下传感器对于不同损伤程度裂纹的响应信号,并且比较分析其时域信号幅值、频域信号幅值及小波包能量幅值的变化。试验结果表明:随着焊缝裂纹的增多和加深,压电陶瓷传感器时域信号幅值、频域信号幅值及小波包能量幅值呈现出递减趋势;随着外界荷载的增加,压电陶瓷传感器时域信号幅值、频域信号幅值及小波包能量幅值呈现出递增趋势;采用的损伤指标能准确衡量焊缝裂纹的损伤状况。该研究成果验证了压电波动法对于钢管桁架拱结构焊缝裂纹损伤监测的有效性和准确性。

某影视产业园大跨钢拱结构门设计

对某影视产业园大跨拱门结构设计进行分析,对比钢桁架拱结构和实腹式钢拱结构的技术和经济指标,决定在技术指标满足要求的前提下选用经济指标更好的钢桁架拱结构,并对钢桁架拱结构进行全过程设计分析介绍,结果显示,结构的强度、刚度和稳定性,满跨活荷载下的稳定性和两种半跨活荷载下的稳定性均满足规范要求,为今后此类设计提供参考.

钢管混凝土桁架拱肋抗弯刚度研究

该文针对四肢格构桁式截面钢管混凝土拱肋,考虑影响钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度的多种因素,采用SAP2000程序,通过大量的结构模拟计算,给出各影响因素与挠度的关系,应用拟合的方法得出各影响因素与挠度的关系式,再由挠度与刚度的关系,推导出刚度与各影响因素的拟合关系式,并通过与传统计算理论的分析比较,验证计算钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度计算公式。

毕节水上娱乐中心钢管桁架结构设计与静力分析

工程设计伊始,即运用3D3S空间结构计算软件对贵州省毕节市水上娱乐中心的大跨空间结构进行了建模设计与静力学分析,决定采用倒三角形截面的钢管拱桁架作为结构主体。同时,针对最大跨主桁架进行了静力学分析,总结出倒三角形钢管拱桁架在静力荷载作用下的应力分布及变形特点,可供类似工程参考。

大跨度拱形钢管桁架双片组合分段吊装

结合百色市体育中心二期体育馆项目的工程实际,对大跨度拱形钢管桁架双片组合分段吊装施工技术进行了介绍。通过BIM技术模拟大跨度拱形钢管桁架屋面的拆分,结合建筑框架限制、机械起重量、安装胎架受力等因素进行了多工况下的组合模拟分析,择优选定了吊装方案,并在后续的吊装施工中通过了实践验证,总结的经验可为类似工程提供有益参考。

大跨度钢管球节点输煤栈桥设计

随着煤炭工业的发展,要求输煤栈桥跨度和宽度逐渐增大,钢管球节点栈桥因经济合理、造型美观、设计施工方便,应用日益广泛。受地形、跨度、支架高度限制,栈桥采用钢管拱—桁架体系,使用MIDAS Gen进行空间建模计算分析,分析得出桁架结构的自振模态和薄弱部位、局部采取针对性加强措施,核算杆件强度、稳定性、长细比、栈桥挠度符合规范要求,并对栈桥杆件进行合理优化降低自重,降低安装施工难度。