瓯海奥体中心体育馆100m跨无环索弦支网壳结构设计

瓯海奥体中心由体育场、体育馆、游泳馆及体育配套用房组成,其中体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖采用了无环索弦支网壳结构体系,为国内外首例该结构体系工程。设计中针对屋盖结构进行了屈曲分析及抗连续倒塌分析,结果表明结构的整体稳定性较好、抗连续倒塌能力强,进一步证明了结构体系选择的合理性。对拉索索力进行了专项分析,保证在各工况组合下拉索均不破断及退出受拉状态,且刚度退化后仍满足设计要求。

衢州西站综合交通枢纽项目结构设计

杭衢高铁衢州西站综合交通枢纽及配套项目由综合交通枢纽、站前广场及匝道组成。为解决工程中大跨度拱形钢箱梁、单层网壳+钢网格筒柱、双曲面混凝土屋面以及钢箱梁弯桥等设计重难点问题,设计中对拱形钢箱梁、拉杆拱弧形屋面、钢箱梁弯桥进行结构分析,并对单层网壳+钢网格筒柱进行整体结构缩尺试验及整体结构有限元分析,同时对重要的圆管节点进行足尺试验和有限元分析。结果表明:拱形钢箱梁结构整体刚度好,设计合理;拉杆拱结构自平衡可有效减小基础推力和基础尺寸;单箱双室钢箱梁弯桥强度、刚度、抗倾覆验算均满足设计要求;单层网壳+网格筒柱整体结构在2.0倍标准组合荷载下仍能保持弹性受力状态;通过节点试验和节点有限元分析,验证了大跨度自由曲面钢结构圆管焊接节点的力学可靠性。

不同支承条件下两类单层网壳地震响应随PGA的变化规律

采用ABAQUS有限元软件建立两种采用不同支承(考虑和不考虑山墙)的单层柱面网壳模型,对比两种模型的动力响应差异,及其随PGA的变化规律,并进一步对比两种支承下梁单元和壳单元两类网壳的动力特性.两类模型的主要差别为是否能考虑球节点的刚度,模型均考虑SSI的影响.由两种支承方式下壳单元模型之间的位移-时程曲线可知,考虑山墙作用的壳单元模型由于网壳与山墙之间的作用力加剧了支承处构件的变形,相较于不考虑山墙的壳单元模型,大大降低了结构的稳定性;节点刚度对不同支承条件下结构的动力特性影响很明显,当不考虑山墙作用时,梁单元模型的整体稳定性比壳单元模型要好得多.

中国黄海湿地博物馆结构设计

中国黄海湿地博物馆在原盐城火车站基础上进行改建,下部结构采用框架+BRB结构,上部屋盖采用大跨度桁架加强网壳结构。对大跨度屋盖选型优化进行了简化模型对比分析,对格构柱底铰接、刚接方案进行了讨论,对超限判断和应对措施、钢屋盖整体稳定和抗连续倒塌能力、下部主体结构加固方案进行了介绍。结果表明:桁架加强网壳结构结合了桁架和网壳结构的优势,钢屋盖整体稳定性能和抗连续倒塌性能均较好。马鞍形屋面相比平屋面,竖向和水平刚度均大很多,结构设计时充分利用桁架加强网壳结构和马鞍形造型的优势,实现了用较小的结构高度实现大跨空间。

网壳结构施工过程易引发杆件弯曲关键因素研究

为合理评估杆件弯曲对网壳结构力学性能的影响,并对存在杆件弯曲缺陷的网壳结构进行有效的加固设计方案,有必要对杆件弯曲机理进行研究。通过对某双层螺栓球节点网壳结构进行施工全过程精细化模拟,分别从施工方法、温度效应以及支座节点性能对结构的静力性能影响进行了分析。结果表明:考虑内扩悬挑施工方案的影响后,杆件最大应力增大29%,结构最大位移增大11%;下部网壳对温度效应较为敏感,随着环境温度的升高,温度应力相比合拢时增大3.7倍;当支座构造高度过大,考虑支座节点影响后,支座位移变化明显,与支座相连的杆件迅速屈服。因此,设计和施工此类网壳结构时,应合理考虑上述因素的影响。

基于双曲拱结构的大跨度网壳分析研究

近年来,随着环保理念深入人心,经济技术不断发展,大跨度空间网壳结构得到了广泛应用。文章以湖南省某码头大跨度散货仓库为背景,在正放四角锥网壳的基础上优化创造了一种双曲拱网壳形式。通过对多组不同网壳厚度的两种网壳进行静力计算与整体稳定性计算,得出相比于正放四角锥网壳,双曲拱网壳具有单位面积用钢量小、结构侧向推力小,但挠度位移略大的特点,为今后同类工程的结构选型与设计提供了一种新的参考形式。

拱支网壳结构的力学性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳 (网架 )及拱结构等优点的基础上 ,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式 .在理论分析和模型试验研究的基础上 ,对该结构体系的力学性能进行了分析 ,并比较其经济性指标 .研究结果表明 ,由于拱结构的参与 ,该杂交结构的受力性能得到明显改善 。

支座沉降对拱壳杂交钢结构设计的影响

论述了支座沉降对结构设计的影响,合理地选取了支座沉降的最不利工况;采用SAP软件分析了新加坡植物园展览温室的拱壳杂交钢结构体系在各种工况作用下的结构内力,根据结构内力确定了结构主要构件的截面尺寸;采用ANSYS软件进行了8种组合工况下的结构静力分析。结果表明:考虑支座沉降的组合工况作用下的结构应力与变形均满足要求,具有一定的安全性,支座沉降引起的附加应力与变形相对其他荷载而言较小,对该工程的影响不大;支座沉降工况的选取可为类似工程提供参考。

大跨度拱支网壳结构体系及静力性能研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳 (网架 )及拱结构等的优点的基础上 ,构思出的一种新型大跨空间结构形式 .论述了该结构形式的合理性 ,提出了该结构体系具有代表性的多种结构形式 .再与纯单层网壳对比 ,就该结构体系的静力性能进行比较分析 ,并对三个缩尺模型的静力稳定作了试验研究 .结果表明该杂交结构能充分发挥两种结构形式的受力特点 ,整体受力性能在极限承载力、缺陷敏感性、结构延性等方面都得到明显改善 ,显示出该新型杂交结构体系将具有较广阔的应用前景 .

拱壳杂交钢结构的防连续倒塌分析

目的验算新加坡植物园展览温室拱壳杂交钢结构的抗连续倒塌能力.方法采用常用的改变传力路径方法,选取结构的初始破坏状态以及计算工况,运用ANSYS有限元软件对结构进行静力分析、特征值屈曲分析及荷载位移全过程分析.结果与完善结构相比,局部失效结构的内力及变形有较大提高,屈曲模态发生明显变化,结构在2.5倍左右的标准荷载作用下仍能继续承载.结论该结构在设定的初始破坏情况下不会发生连续倒塌,仍具有一定的整体性和延性,可见其具有良好的抗连续倒塌能力.

拱支网壳结构的试验研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳（网架）及拱结构等优点的基础上，构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。为进一步研究该结构形式的受力性能，本文制作了以Ｋ６－４型（Ｋｉｅｗｉｔｔ型）单层网壳结构为基础所构成的两种具有代表性的拱支网壳结构模型，进行试验研究，同时还采用一个同尺寸的纯单层同壳模型作对比试验，并将试验结果与理论分析结果进行比较。结果表明，由于拱结构的参与，该杂交结构的受力性能得到明显的改善。

强震作用下带屈曲约束支撑的K型网壳整体结构性能分析

以K6型网壳为研究对象,考虑网壳支承结构的弹性效应,并在支承结构中设置屈曲约束支撑(BRB),考虑在9度区强震作用下,通过不同的屈曲约束支撑布置方式对结构进行动力弹塑性分析.结果表明,在考虑整体网壳支承结构共同工作时,结构主要节点位移和杆件内力响应都有所减小;网壳上部结构设置屈曲约束支撑能够有效降低节点位移和杆件内力响应;考虑上部和下部设置屈曲约束支撑共同工作对于K6型网壳减振耗能有很好的效果.

考虑土-结构相互作用双层柱面网壳在多点输入下的地震反应分析

目前对于网壳结构的地震反应研究大部分仍然采用一致输入,特别是没有考虑土-结构相互作用对网壳结构的影响。本文通过对大型有限元分析软件MSC.Nastran的二次开发,用等效线性化方法考虑土体的非线性,对土体采用三维实体单元建模,并对土体在基岩面上采用地震动的多点输入,计算分析了大跨度双层柱面网壳的动力反应,并且与一致地震动输入下网壳结构的地震反应进行了对比,考察了两者之间的差异,深入分析了考虑土-结构相互作用下,双层柱面网壳结构在多点输入和一致输入下的地震反应规律,并得出了一些重要结论。

大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论及程序编制

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。本文根据所确定的结构分析模型,结合现有理论,建立了大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论,并编制相应的结构分析程序。

正交正放单层鞍型网壳在强震下的失效研究

对跨度40m正交正放单层鞍型网壳在强震作用下的失效机理进行研究。通过典型算例探讨结构在强震作用下的响应特征,考察结构的节点位移、不同屈服程度杆件比例、不同失效程度杆件等多项结构响应随荷载强度递增的变化规律;可认为单层鞍型网壳在强震下发生明显的动力强度破坏,综合结构的典型响应提出一种失效极限荷载的确定方法。在系统参数分析的基础上,讨论高跨比、屋面质量、初始缺陷等因素对结构失效极限荷载的影响规律,并讨论考虑下部支承结构刚度因素对上部鞍型网壳强震失效极限荷载、失效模式的影响规律。

拱-壳杂交钢结构的稳定性分析

拱结构和网壳结构的稳定性问题是结构分析中不可忽略的重要内容,是决定结构承载力的关键。对于拱—壳杂交钢结构这种新型结构体系,尚无统一的设计规范,类似结构的稳定性分析也仅限于工程实例。以河北某游泳馆的拱—壳杂交钢结构屋盖为例,结合目前对此类结构稳定性的研究现状,利用有限元软件MIDAS/GEN和ABAQUS对结构整体进行特征值屈曲分析及单拱、组拱和整体结构的弹塑性分析,并同时考虑初始几何缺陷和非对称荷载对结构承载力的影响。

网壳结构落地拱脚基础基坑工程设计与施工

河南省体育中心主体育场采用了落地网壳结构,落地拱脚基础的基坑工程支护结构使用了钻孔灌注桩结合预应力锚杆的方式,降水采用深层搅拌桩止水帷幕和深井及井点降水相结合的形式。经过监测,基坑及周围建筑物稳定,保证了基础工程顺利施工。

柱面拱支网壳静力性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构的优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。通过与一般柱面单层网壳结构的对比,对不同矢跨比的单层柱面拱支网壳结构考虑不同拱肋配置下的静力性能,特别是结构极限承载能力及对初始几何缺陷的敏感性进行了分析比较。介绍了几个采用单层柱面网壳结构作为屋面结构的工程实例及其采用拱肋加强后的实际效率。理论分析结果及工程应用表明,在拱结构的帮助下,柱面单层拱支网壳结构的静力性能得到了明显的改善。

撞击荷载下支承结构与上部网壳整体动力响应

研究撞击荷载作用下部支承结构对上部网壳结构工作性能的影响是网壳结构抗撞防灾分析的重要问题。利用非线性有限单元法和动力时程分析理论,建立重型车辆侧向撞击作用下钢柱支承结构与单层球面网壳整体动力响应分析数值模型。考察了下部支承钢柱和上部网壳结构在撞击荷载作用下的整体动力响应过程及特点,分析了支承钢柱抗侧刚度、撞击荷载峰值和撞击点数等因素对整体结构在撞击荷载作用下的协同受力和空间工作性能的影响。研究结果表明:除与被撞击钢柱及其相临网壳杆件发生塑性变形外,结构整体基本处于弹性状态,未发生动力失稳现象,其强度和稳定性要求在整体上仍均能满足要求,说明在重型车辆撞击作用下支承结构与上部网壳结构具有良好的抗撞击性能和整体工作性能。

预应力拱支单层网壳的受力性能研究

预应力拱支单层网壳结构体系是在综合了单层网壳和预应力拱结构等的优点的基础上,构思出的一种新型大跨空间结构形式。本文比较了该结构体系在三种工况下的受力变形性能,结果表明该杂交结构能充分发挥两种结构形式的受力特点,整体受力性得到明显改善,显示出该新型杂交结构体系具有一定的应用前景。