国家网球馆“钻石球场”开合屋盖结构设计

国家网球馆是一座带有开合屋盖的现代大型体育场馆。在设计中提出开合屋盖的性能指标与设计荷载取值方法。屋盖开合状态对风荷载敏感,需要通过风洞试验确定风压分布与脉动特性。活动屋盖运行过程中台车反力不断变化,需要通过对其移动过程分析,找出最不利位置。研究了各种开合位置的结构动力特性,采用时程法与振型分解反应谱法分析活动屋盖在多遇地震作用下的响应。此外,在活动屋盖移动对固定屋盖轨道桁架变形影响分析的基础上,提出一种适用于圆形平面带矩形洞口结构的起拱曲面方程。     

鄂尔多斯东胜体育场活动屋盖驱动与控制系统设计

在鄂尔多斯东胜体育场活动屋盖中采用钢丝绳驱动系统,对传统的钢丝绳驱动方式进行了重大改进,卷扬设备牵引相对较远一侧的活动屋盖,传力直接明确,作用于固定屋盖的反力显著减小,驱动可靠性提高。在活动屋盖每榀桁架端部设置2个台车,形成扁担效应,增加了结构的稳定性,减小单个台车的荷载,大大降低了轨道桁架杆件与轨道梁的局部压力。台车设置了竖向变形与横向变形调节装置,确保活动屋盖运行平稳,可以有效避免单个台车超载。开合控制系统具有完善的信号采集、监控以及诊断功能,通过均布荷载与纠偏控制,可以实现高精度同步控制,具有完备的安全应急保证系统,保证开合操作在各种紧急情况下的安全性,此外,还针对该工程制定了详细的活动屋盖运行管理规定。鄂尔多斯东胜体育场投入使用后,活动屋盖运行情况良好,在驱动与控制系统方面的成果可供类似工程参考。     

开合屋盖结构设计荷载取值研究

开合屋盖是一种较为新颖的结构形式,国内外尚无相应的结构设计规范。在国内外开合屋盖结构工程经验与相关研究成果的基础上,并结合工程实践,对开合屋盖结构设计荷载取值方法进行了较为全面的论述。开合屋盖结构需要对全开、全闭及运行过程状态分别进行计算分析,且应考虑出现故障时活动屋盖可能处于非对称状态等不利位置。积雪荷载对结构设计的合理性与活动屋盖的运行均有很大影响。当屋盖处于全开状态时,屋顶洞口周围的脉动风压将显著增大。提出了确定结构设计温差的计算方法,并分析了温度对驱动控制系统可能产生的不利影响。引入了有效使用年限的概念,对活动屋盖处于非基本开合状态与运行状态的地震作用可进行适当折减。应注意台车驱动系统的转向轮、端止缓冲器等对固定屋盖的集中反力作用。     

空间结构节点设计研究进展与实践

结合近年来国内外空间结构节点设计研究的进展、GB 50017-2003 《钢结构设计规范》修订工作以及作者的工程实践,对空间结构中的螺栓球与焊接球节点、圆钢管与方钢管相贯节点、高强螺栓连接板节点、铸钢节点、球形钢支座、板式橡胶支座、向心关节轴承支座、连桥支座等的研究进展进行了较为全面回顾。对空间结构节点形式选择要点、节点设计的基本原则、各类节点对钢材性能的要求进行了探讨,对节点刚度、节点重量的估计方法、节点加工制作工艺与质量控制要点进行了分析。对各类节点设计中存在的问题以及相应的改进措施进行了阐述,并给出了有代表性的节点计算分析与工程应用实例。最后,对空间结构节点设计与研究未来的发展方向进行了展望。