受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析

为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明:下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。     

镇江体育会展馆张弦桁架施工张拉分析与监测

镇江体育会展馆屋盖为大跨度对称张弦桁架结构,张弦桁架的张拉为施工中的重点和难点。本文首先通过三种张拉方案的比选,得出采用分批对称张拉是一种比较合理的施工方案;并采用ANSYS和ADINA有限元软件对张弦桁架的施工全过程进行了模拟,为张拉施工提供了理论数据。通过对桁架关键部位监测点的布置,开展了全部10榀桁架施工过程的实时监测。监测结果与计算结果比较后发现,两者的跨中竖向位移、杆件应力及支座位移均符合较好,模拟计算结果是可信的。最后分析得出了跨度变化且对称张弦桁架结构在张拉中的一些特点:单榀张弦桁架在张拉过程中,其跨中竖向位移和滑动支座位移在张弦桁架完全脱离支撑胎架后增长迅速,而其跨中轴向应力随索力增加而增长较为均匀。最后张拉完成后,各榀张弦桁架跨中竖向位移、滑动支座位移跨中轴向应力随跨度的增加而增大。     

大跨度钢管混凝土拱桥施工技术研究

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥主要的施工方法,并以一个上承式钢管混凝土拱桥为例,利用大型有限元软件MI．DAS对该类拱桥进行了全桥数值模拟,分析了大跨度钢管混凝土拱桥拱上结构安装各阶段内力及变形情况,为同类大跨钢管混凝土拱桥的施工控制提供了一定指导。     

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程监测与模拟分析

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程复杂,不同施工方案及阶段结构刚度和荷载变化对结构安全影响不容忽视,但目前国内外对大跨空间结构多进行施工成型后的静力分析,缺乏对复杂结构施工过程中的受力监测与分析。为研究西安某体育馆大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的受力与变形性能,采用有限元程序MIDAS/Gen模拟该大跨空间结构旋转累积滑移施工过程的8个不同阶段,对辐射状倒三角桁架、加强桁架及“Y”型格构柱三类关键构件的应力与位移进行了仿真分析,并与实际监测数据进行对比。结果表明:数值仿真模拟结果与施工实际监测数据吻合较好,验证了数值仿真模拟的可行性; 通过预测不同施工阶段结构应力变化及最不利危险施工节点,可为施工阶段健康监测系统的分区建立及关键节点布测提供思路与依据,具有实际工程意义; 大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的内力变化较大,最大竖向位移常发生于桁架中间部位的下弦,为保证施工阶段安全性,应对外环桁架竖向腹杆、中心环桁架腹杆及上弦等关键节点进行重点监测及预警,避免施工阶段构件受损,保障施工安全。     

大跨度张弦桁架变形监测研究

基于广州国际会议展览中心的变形监测实践,本文系统地介绍了目前我国最大跨度张弦桁架变形监测的内容及方案。考虑到广州会展中心屋顶采用的大跨度预应力张弦桁架是一种新型结构,为了解张弦桁架在不同施工阶段的实际变形情况,在现场利用现代大地测量仪器和技术进行了变形监测。经工程实践,证明了利用现代大地测量仪器和技术完全可以满足大跨度张弦桁架变形监测的精度要求,同时得到了张弦桁架在受力张拉及屋面板、声光马道安装前后不同施工阶段的变形特性和参数,将实测值与理论计算值进行比较分析,发现张弦桁架在张拉阶段,变形的实测值大于理论计算值。而在安装阶段,变形的实测值小于理论计算值。这些将对以后同类工程的设计和施工优化有所帮助。     

钢管空间桁架屋盖体系在某船舶工业厂房中的应用

本介绍了某船舶工业厂房空间钢管空间桁架屋盖的设计。钢管桁架屋盖体系具有结构简单、节省钢材、使用合理、易维护等优点。该工程中采用了51m跨度钢管空间桁架，采用有限元软件Ansys分析了在各种工况下空间桁架的内力和变形；中介绍了空间桁架支座及跨中节点设计；研究了钢管空间桁架弦杆次应力的影响。     

曲线形钢管混凝土的抗弯性能

对受弯状态下由钢管混凝土弦杆和空腹桁架组成的曲线形钢管混凝土(CCFST)进行一系列试验。对4个曲线形钢管混凝土桁架、2个直钢管混凝土桁架(简称为钢管混凝土桁架)和2个曲线形空心管桁架进行试验,从而研究矢跨比和内填混凝土对曲线形钢管混凝土桁架抗弯性能的影响。发现了不同的失效模式:钢管混凝土桁架的弯曲失效;曲线形钢管混凝土桁架的弯剪失效;空心管桁架的局部屈曲失效。试验结果显示,曲线形钢管混凝土桁架的刚度和承载能力要大于钢管混凝土桁架,但曲线形钢管混凝土桁架的延性相对较低,产生了节点失效。同时,内填混凝土有助于增加钢管桁架的刚度、承载能力和延性。建立一个曲线形钢管混凝土桁架的有限元模型并通过试验结果验证。根据这个模型全面研究分析桁架的力学性能。提出一个可以预测弹性刚度、考虑弯曲变形和剪切变形的简化模型。也对曲线形钢管混凝土结构的承载能力进行了讨论。     

宁波国际会议展览中心大跨度钢结构设计

宁波国际会议展览中心主展厅大跨度屋盖支承条件复杂，风荷载效应显著。通过风洞试验确定屋盖的风压分布情况，在网壳结构的部分钢管中填充混凝土以平衡部分风吸力。采用抗震球形钢支座克服支座相对位移对屋盖结构产生的影响。小展厅和东、西展厅大跨度屋盖采用了主、次空间管桁架结构体系，在展厅巾部设置了四肢钢管组合柱，从而有效地减小了屋盖的跨度与高度。为了适应大跨度屋面温度变形的要求，采用了滑板式聚四氟乙烯橡胶支座。     

广州市文学创作中心工程静力弹塑性分析

广州市文学创作中心工程采用了跨度为36m的双跨混凝土桁架作为主要受力构件.本文对该大跨度桁架结构进行了罕遇地震作用下的静力弹塑性分析.分析结果表明,该大跨度桁架结构在罕遇地震下具有较好的延性.     

预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段性能分析研究

通过对3 m跨、6 m跨1.2 m板宽预应力混凝土（平板）叠合板、预应力带肋混凝土叠合板、钢筋桁架叠合板、预应力混凝土钢管桁架叠合板的对比,发现无论大小跨度,预应力混凝土钢管桁架叠合板的应用均占据显著优势。底板中施加预应力和钢管桁架的设置使预应力混凝土钢管桁架叠合板在施工阶段具有较大抗弯刚度。将底板厚度、桁架高度作为参数计算对比各种叠合板施工阶段抗弯刚度。对预应力混凝土钢管桁架叠合板,探讨钢管直径、壁厚对底板抗弯刚度、钢管长细比的影响。得出结论：预应力混凝土钢管桁架叠合板无论钢管是否灌浆在施工阶段都有较大优势,是否灌浆可根据抗弯刚度需求及施工水平确定。     

银川火车站钢结构虚拟仿真施工技术

通过应用虚拟仿真施工技术,将空间复杂钢结构施工过程进行阶段分析,得到钢结构施工逐步成型过程中的构件内力和位移变形情况.通过对银川火车站站房钢管桁架屋面、张弦桁架雨篷和大跨度跨线天桥施工进行模拟仿真,对结构薄弱环节进行分析研究,确保了施工质量和安全,取得了较好的施工管理效益.     

温度作用对大跨度钢屋盖结构受力与变形影响的探讨

温度作用会引起大跨度钢结构构件强度和刚度的变化,以广州某演艺中心体育场馆大跨度钢屋盖为工程背景,建立了大跨度钢屋盖有限元分析模型,对不同荷载工况下钢屋盖杆件应力和关键节点位移进行了对比分析,重点研究了温度作用对钢屋盖应力和变形的影响,结果表明,温度作用对于钢屋盖支座附近杆件以及下弦杆应力的影响最大,在内力设计时应引起重视,而对其他位置杆件应力影响相对较小;温度作用对于钢屋盖支座处节点水平向位移影响较大,负温差会增大桁架跨中竖向挠度,而正温差对于桁架跨中竖向挠度则有所减小。温度作用对大跨度钢屋盖结构受力与变形的影响规律可供同类工程温度分析参考。     

大跨度张弦桁架的施工与监测

大跨度张弦桁架是近年我国迅速发展起来的一种新型钢管结构。它的主要优点和特点为刚度大，抗压和抗扭性能好，已在屋架、通廊桥架、厂房柱及其他特种结构中得到广泛应川．但目前对其工作机理研究还处在探索阶段，尤其是当钢管构件本身弯曲后，性能变化的研究更是缺乏。对张弦桁架的施工阶段和屋盖安装完毕后使用阶段进行应力检测和几何形变监测十分必要。     

大跨度空间钢管桁架的卸载过程模拟及控制

大跨度空间钢管桁架结构常被设计为大型公共建筑的主要受力体系，但是在进行结构设计阶段通常不考虑其施工阶段的受力状况，而其卸载方案的合理性和卸载时结构内力的控制直接关系建筑物的安全和使用。因此，本文应用SAP2000对松江大学城体育馆钢结构屋盖的卸载过程进行了试算，并以此制定卸载方案。在利用SAP2000进行建模时，在多管汇交节点处根据各钢管的线刚度比值进行了简化处理，并且对结构在卸载前的不均匀沉降做了充分考虑。结构卸载时，同时进行下弦杆和腹杆的变形和应变实测以保证结构安全并验证电算的准确性。提出了空间钢管桁架在有限元分析时模型简化的方法和关键点，并给出了大跨度空间桁架在卸载阶段的施工建议。     

杭州国际博览中心大跨度钢管桁架施工技术研究

杭州国际博览中心Ⅴ区三层无柱展厅部分设有14榀72 m跨梭形管桁架。桁架采取"地面拼装,整体抬吊"的方案进行安装,钢管桁架跨度大,受现场施工条件影响,桁架挠度变形等不确定因素较多,施工质量控制难度较大。针对该项目中大跨度钢管桁架施工特点,对钢管桁架的施工过程进行模拟分析,并对比分析钢管桁架施工完成状态与原设计状态下的结构响应差异,为合理确定构件在施工前的预起拱值提供依据。通过对大跨度钢桁架的施工方案分析,可确保桁架杆件安装的精度以及施工过程的安全性和经济性。     

大跨度张弦式管梁研究

大跨度预应力张弦式管梁是运输管道跨越江河或沟堑的一种新型结构形式，其跨度可达100。150m。以一榀100m跨预应力张弦式管梁为原型，设计了1：15缩尺模型，在国内首次开展了张弦式管梁在预应力张拉阶段、正常使用阶段以及承载力极限阶段的受力全过程试验研究。基于ANSYS对试验全过程进行了非线性有限元模拟，并结合一致缺陷模态法与柱面弧长法，进行了同时考虑初始几何缺陷与几何非线性的屈曲分析。试验研究与有限元分析表明：半跨荷载对预应力张弦式管梁较为不利，结构整体变形与上弦应力增长较为迅速；结构对平面外的几何缺陷较为敏感，半跨荷载下的屈曲临界荷载较全跨荷载作用时稍低；结构具有可靠的稳定性与较大的安全储备，极限承载力达设计荷载的2．68倍；有限元计算值与试验结果吻合良好，表明本文采用的非线性有限元分析方法能较好地实现对预应力张弦式管梁受力全过程的模拟。最后，基于瑞利一里兹法推导了预应力张弦式管梁在弹性与弹塑性状态下的变形与内力计算公式。     

某高烈度区大跨度复式高层体育馆结构设计与分析

以某实际工程为例，分析高烈度区大跨度复式高层体育馆设计的难度。从钢管混凝土柱长细比验算、双向钢桁架建模计算、楼盖舒适度分析、混凝土梁与钢管混凝土柱的关键节点等内容，针对分析软件和规范条文中存在的问题进行了梳理和讨论。分析结果表明，整体结构刚度布置合理，结构方案整体可行；钢桁架楼盖结构刚度大、施工便捷、易满足楼盖舒适度要求；改进后的钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱节点安全可靠、美观、便于施工。     

厦门国际会展中心三期大跨屋盖和楼盖结构设计

厦门国际会展中心三期大跨度屋盖结构采用99m和72m跨度张弦桁架。为抵抗巨大风吸力,屋盖采用混凝土板配重。局部存在27m跨楼盖,采用双向桁架组合楼盖,为减小楼盖振动,设计中采用了TMD减振设备。对于大跨度屋盖,介绍了新型屋盖体系、屋面风洞试验结果以及设计风荷载取值、温度作用计算参数选取方法、张弦桁架及混凝土屋盖的计算结果、混凝土屋盖施工控制等关键设计内容。对于大跨楼盖,介绍了楼盖体系、楼盖振动计算及TMD减振专项设计内容。     

泰州火车站无站台柱大跨拱形钢雨棚结构设计

江苏泰州市火车站大跨拱形钢雨棚为无站台柱雨棚,大跨度雨棚主体结构采用钢管混凝土柱与空间倒三角钢管桁架,为风敏感体系。通过风洞试验和风振分析确定工程设计参数,采用三维有限元模型进行内力分析,包括温度作用和水平推力对超长大跨拱形结构的影响,并对结构的整体稳定性进行分析,同时采用合理的支撑体系保证结构的整体刚度。     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。