世博轴阳光谷钢结构设计与研究

世博轴及地下综合体工程为2010年上海世博会园区标志性建筑之一,其顶棚结构由阳光谷钢结构和索膜结构组成。针对阳光谷体型尺度大、曲面空间复杂、悬挑跨度大、三角形网格组成的单层钢结构体系的特点,结构设计进行了多遇地震作用下的弹性分析、反应谱法罕遇地震作用分析、罕遇地震作用下结构的弹塑性时程分析。分析结果表明,阳光谷结构不仅在各种荷载组合工况下处于弹性工作状态,并且具有较好的抗震性能,达到了大震弹性的抗震能力;结构的控制荷载主要为风荷载;结构传力途径丰富,具有良好的承载能力。     

考虑弯矩作用梭形钢格构柱稳定承载力非线性有限元分析

以2010年上海世博会世博轴工程中采用的梭形钢格构柱为研究对象,应用大挠度弹塑性有限元法研究考虑弯矩作用时梭形格构柱的稳定承载力。分析了初始几何缺陷作用方向、分布形式对梭形格构柱稳定承载力的影响,并与试验结果进行了比较。分析结果表明：梭形格构柱在轴力和弯矩共同作用下的一阶弹性屈曲模态表现为“S”形和“C”形两种形式;考虑弯矩作用后,初始缺陷作用方向对梭形格构柱的稳定承载力有较大影响;对一阶屈曲模态为“S”形的梭形格构柱,计算稳定承载力时只需考虑“S”形缺陷的影响,而对一阶模态为“C”形的梭形格构柱有必要综合考虑“C”形和“S”形缺陷的影响。与试验结果比较表明,建议方法计算梭形格构柱的稳定承载力安全、合理。图12表1参11     

成都大魔方演艺中心大陀螺钢屋盖结构设计与分析

成都大魔方演艺中心大陀螺钢屋盖采用大跨度空间桁架结构体系,不均匀地承重于剪力墙、部分筒体及框架柱上,支承条件复杂。设计时采用单独的钢屋盖结构模型和含钢屋盖与下部混凝土结构的整体模型进行对比分析,分析结果表明,设计中应充分考虑下部结构对钢屋盖的影响。选取钢屋盖中的关键节点进行有限元模拟分析,针对应力较大的节点,采取有效的加强措施。设计结果表明,屋盖结构不仅能满足建筑的外观及复杂的功能要求,而且具有可靠的受力性能。     

世博轴膜面平均风压的数值模拟研究

基于Fluent 6软件平台,利用Realizablek-ε湍流模型对世博轴大跨膜结构屋面的平均风荷载进行了数值模拟研究。首先,通过与刚性模型测压风洞试验结果的对比,验证了数值模拟计算的有效性。然后,着重研究了周边建筑对膜表面平均风压分布的影响。最后,从数值模拟得到的流场信息分析了周边建筑对膜表面平均风压分布影响的机理。结果表明:周边建筑对膜表面局部风压分布有一定的影响,主要是由于上游建筑的"遮挡"改变了膜表面附近气流的流动状态,使建筑后面区域膜表面局部风压的绝对值有所减小,但随着上游建筑与膜结构之间距离的增大,这种影响逐渐减弱,并且远离上游建筑位置的膜表面风压基本不受影响。     

东方艺术中心混凝土结构设计

东方艺术中心是一个包括多个音乐厅和剧场的大型复杂建筑,通过抗震缝分为五个结构单体,每个单体都是平面和竖向极不规则的框架剪力墙结构体系。本文从基础设计、上部结构布置、结构整体计算分析等三方面介绍了该工程的混凝土结构设计,总结了剧场建筑的结构设计要点。本结构设计的主要特点是:①基础抗压抗拔均采用预应力高强度混凝土管桩,通过节点构造措施保证了桩顶的受力合理,同时达到了经济高效的目的。②升降机械舞台的基坑侧壁利用地下连续墙按两墙合一设计;③由于使用功能的要求,剪力墙布置分散,在每个单体的顶部设置环形大板,能有效地提高结构整体刚度并协调各片剪力墙的顶点位移,起到控制结构变形的作用,更为钢结构屋盖的支座布置带来方便。     

中国浦东干部学院钢结构设计及研究

中国浦东干部学院是国家干部培训基地之一,钢结构屋盖的最大跨度近63m,采用了双向正交钢桁架体系。钢屋盖主要支承在钢柱-支撑上,并运用了多种滑动支座、摇摆柱、梭形钢结构桁架柱,以减少屋盖的跨度并丰富建筑的表现手段。主要介绍了大跨度钢结构的结构布置、其动力特性及各工况下的内力分布、基础拉梁、摇摆柱、梭形钢结构桁架柱、滑动支座的设计等内容。     

勒泰中心折板钢桁架屋盖结构设计

石家庄勒泰中心空中广场屋盖采用不规则钢结构折板桁架,结构承重柱位于裙房层5～7屋顶,复杂的结构形状和支承条件造成结构受力很不均匀。介绍了结构体系选型;对比了带下部混凝土结构和不带下部混凝土结构两个模型对地震作用效应计算的差别,说明了整体分析的必要性;风致效应直接读取风洞试验计算结果进行应力和位移验算,对应3种雪荷载分别采用三种性能控制水准;对结构整体稳定极限承载力和关键节点进行了有限元分析,确保结构安全。     

某大跨单层网格钢结构稳定性研究

东方艺术中心玻璃幕墙单层网格钢结构支撑体系由形似花瓣的5个独立的椭球形单层网格杆系(立柱、横杆、支撑及索网)结构组成,此网格结构作为墙体垂直放置,比较特殊。对该结构进行线性稳定、无初始缺陷结构非线性稳定和有初始缺陷结构非线性稳定分析。竖向放置的网格钢结构的失稳模态为结构中下部压溃失稳,风向对稳定极限荷载有影响。宜采用弹塑性极限荷载来评价结构,同时考虑初始缺陷的影响。     

东方艺术中心点支式玻璃幕墙钢架-支撑-索网结构支承体系研究

东方艺术中心幕墙具有大跨、超长及弧形等特点,为了克服传统支承结构构件多杂的缺点,本文提出钢架-支撑-索网结构支承体系。其中椭圆杆立柱与圆杆横梁铰接(边部刚接)形成钢架,钢架背后通过一系列有规律布置的支撑系统来减少立柱的断面及增加支承体系的刚度,钢架与玻璃之间设置预应力索网以增加支承体系的整体稳定性。刚架下部通过铰节点支承于底部混凝土支座,上部通过水平链杆与长悬臂屋架上弦杆相连以消除屋架位移对结构的影响,并通过设置于支座及水平链杆上的碟形弹簧来减小温度应力的影响。本文首先对该设计理念的形成作了阐述,其次运用ANSYS程序对结构在恒、风、温度及地震等荷载作用下进行了静力、动力分析及线性和非线性的整体稳定分析,最后对该结构中主要节点的处理等方面作了介绍。