浦东国际机场T2航站楼主楼钢屋盖弹塑性时程分析

浦东国际机场T2航站楼主楼钢屋盖为复杂大跨空间结构。采用有限元分析程序ANSYS对航站楼主楼包含下部混凝土框架和上部钢屋盖的整体结构进行了罕遇地震下三向地震波输入的弹塑性时程分析,跟踪了钢屋盖的位移、关键构件应力、内力历程等动力反应,并加以分析比较,考察钢屋盖的弹塑性发展历程。根据分析结果对钢屋盖结构的抗震性能进行了评价,认为钢屋盖结构具有良好的抗震性能。     

上海旗忠网球中心施工全过程有限元分析

为了研究由倒锥台型空间预应力混凝土结构看台及安装8片巨型叶片的可开启式钢屋盖组成的上海旗忠网球中心结构体系的施工过程,应用子结构法对上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工全过程进行了有限元分析,并进行了施工监测.分析与监测结果表明:上海旗忠网球中心施工质量良好,满足设计要求;应用子结构法明显减少了数据输入、总刚度矩阵阶数以及系统方程求解的工作量,可以实现大型空间结构的施工全过程模拟.     

上海铁路南站新型大跨度钢屋盖结构抗震研究

对上海铁路南站主站屋新型大跨度钢屋盖结构的抗震性能进行了研究。通过有限元分析,研究了影响此类屋盖结构动力特性的不同因素。得出的结果有:预应力效应影响屋盖结构的振型频率分布;下部混凝土结构与上部屋盖的共同工作效应相当于为屋盖提供了刚度较大的弹性支座;几何非线性特性影响不显著。在时程分析基础上,研究了多维地震输入对屋盖地震响应的影响,指出内柱为屋盖结构的一个较薄弱部位;给出了拉索预应力的初始设计值;并通过时程分析,验证了该预应力设计值可以保证拉索体系在多遇和罕遇地震下均能够正常工作。     

海口五源河文体中心体育场看台结构设计

海口五源河文体中心体育场采用单侧屋盖结构,将大部分看台设在建筑西侧,西侧看台为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,屋盖为超轻型的索膜结构。屋盖钢结构通过20个球铰支座与下部看台混凝土结构的外排斜柱连接,两端设置两片支座剪力墙,以承担由于采用不封闭的环索屋面而产生的巨大水平推力。通过总装模型分析验证看台简化模型的合理性,针对高烈度地震区域采取了消能减震措施,重点介绍了36m外排穿层斜柱稳定性分析,超长混凝土结构设计措施以及屋盖南、北端支座剪力墙抗水平力基础设计,并确定了主要构件的抗震性能目标。罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析结果表明,结构能够达到"大震不倒"的抗震设防目标。     

大跨度钢环壳预张力索网屋盖整体结构在罕遇地震下的一种弹塑性时程分析新方法

大跨度空间预张力钢结构体系的关键问题是预张力的设计。本文研究了一种新型的钢环壳+预张力索网屋盖结构体系在罕遇地震作用下的非线性分析。文中介绍了一种显式准静态分析计算拉索预应力的新思路,该方法可考虑几何非线性和材料非线性(钢材和混凝土非线性),同时考虑下部混凝土结构与上部钢屋盖相互影响的整体结构地震非线性分析。通过与隐式分析对比,证明了本文方法的有效性。同时,该新型结构体系的整体结构罕遇地震动力弹塑性时程分析表明:1、索网未进入屈服,钢环壳基本未屈服,仅个别杆件出现轻微塑性应变,整体钢屋盖基本满足大震不屈服性能目标;2、直接支撑屋盖的型钢混凝土柱个别位置出现了比较严重的损坏,应采取相应措施进行加强;3、钢屋盖和下部混凝土结构位移角未超过1/50,满足"大震不倒"的性能要求。研究结果为实际工程结构设计提供了有意义的参考建议。     

某体育场钢屋盖抗震性能分析

寿光市体育场与大多数体育场类似,下部为钢筋混凝土看台、上部为钢结构屋盖的结构体系.关于这种结构体系是采用整体模型分析还是单独屋盖模型分析,结构工程师有不同的意见.本文结合寿光市体育场工程,通过混凝土看台和钢屋盖整体计算模型分析,与钢屋盖单独计算模型的比较,讨论了体育场钢屋盖的自振特性及抗震性能,供类似体育场工程设计参考.     

上海浦东足球场整体模型分析与计算

上海浦东足球场整体结构由一层地下室结构、地上钢结构看台和大跨度钢结构屋盖三部分组成,地上看台结构采用钢框架+屈曲约束支撑体系,屋盖采用轮辐式张拉体系。屋盖和下部结构单独分析,不能体现上下结构之间的相互影响。为更可靠合理进行整体结构设计,采用了整体模型分析作为单体模型分析的重要且必要的补充。整体模型分析工作主要包括多遇地震、设防地震下的弹性分析,罕遇地震下的弹塑性时程分析,以及超长混凝土结构应力分析。结果表明：单体分析存在局限性,整体模型的足球场结构受力安全。     

襄阳科技馆钢结构设计

襄阳科技馆项目建筑外表面为空间不规则曲面,平面布置呈椭圆环形。主体为钢框架-混凝土剪力墙结构体系,上部为交叉网格钢结构屋盖。项目存在空间形体复杂、屋盖结构异形、北侧结构整体外挑、东侧入口处大跨度空间等结构设计难点。进行了设防地震下的弹性分析以及罕遇地震下的弹塑性分析,并进行了相应抗震性能目标下结构整体和局部的抗震性能验算,以确保结构安全可靠,使其具有良好的抗震性能。     

长沙黄花国际机场T2航站楼出发大厅抗震性能分析

长沙黄花国际机场T2航站楼出发大厅长400m,宽84m;下部结构采用组合框架结构,屋盖采用曲面空间管桁架结构。屋盖长度超长,且结构两主轴方向刚度差异较大,需进行抗震性能化设计。对结构进行了多遇地震作用下的弹性反应谱分析、单点及多点时程分析及罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。结果表明：在多遇地震作用下,结构均处于弹性状态,最大弹性层间位移角满足规范要求;在罕遇地震作用下,结构的最大弹塑性层间位移角满足规范要求;下部组合框架的塑性铰出现在梁端,框架柱均处于弹性状态;屋盖钢结构主桁架部分上下弦杆出现轻微屈服,部分关键构件轻度损坏,地震后稍加维修即可正常使用,结构抗震性能较好,满足既定性能目标。     

安阳文体中心全民健身及游泳馆结构设计

安阳文体中心全民健身及游泳馆是安阳市文体中心重要的场馆之一,共设看台座席1 500余座。建筑主体采用钢筋混凝土框架结构,屋盖采用钢管桁架结构。梳理了建筑条件、抗震设防要求,明确了荷载取值,并选取合理的结构体系;本工程为特别不规则结构,设计借鉴超限高层的相关要求,采用了多种结构计算程序对结构整体进行多遇地震下振型分解反应谱法、弹性时程分析补充计算以及罕遇地震下结构弹塑性分析;并采取了综合性的加强措施,达到了结构抗震性能化设计的预期目标。     

Seismic performance of prestressed concrete stand structure supporting retractable steel roof

The seismic behavior of a structural system composed of pre-stressed concrete stand supporting a retractable steel roof was studied, which is typically based on the prototype of engineering project of Shanghai Qizhong Tennis Center. By elasto-plastic finite element analysis and shaking table test, the following were investigated: the effects of roof configurations in opening and closing, the effect of pre-stress on the structural seismic response, and the failure mechanism of the spatial stand frame systems featured with circularly arranged columns and inverse-cone type stands. It was found that the roof status has great effect on the natural period, vibration modes, and seismic response of the whole structure, the stand response to horizontal seismic excitation is stronger in roof opening configuration than in closing state, and the response mode is dominantly translational rather than rotational, though the stand is characterized by its fundamentally torsional vibration mode. The study indicated that the pre-stressed inverse-cone stands can keep the system from global side-sway collapse under gravity loads, even in the case that most columns loose moment capacity. __________ Translated from China Civil Engineering Journal, 2007, 40(8): 22–28 [译自: 土木工程学报]     

广西钦州市体育场钢结构抗风设计

广西钦州体育场造型新颖,酷似海边飘带,包含东、西两看台,看台下部为钢筋混凝土框架结构,上部采用大跨度悬挑钢结构。体育场西看台屋盖南北长近300m,最宽处39m,屋盖钢结构支承在高差悬殊的混凝土结构上。本文结合风洞试验结果对体育场钢结构的风荷载和风振响应进行了分析,给出了考虑各个风向角下结构响应及风振系数的等效静风荷载,并在此基础上对结构进行了整体计算分析。结果表明,本结构属于风敏感结构,西看台钢结构悬挑部分在风荷载工况下位移比较大,因此需在前支座处构造设置设抗风拉杆。     

国外某体育场钢结构屋盖设计与施工分析

阿尔及利亚某体育场结构体系由碗状混凝土看台与钢结构屋盖组成。钢屋盖由72榀空间曲线立体桁架构成,在体育场外立面交叉布置形成变截面人字形的曲线格构柱;每榀桁架分为3个拼装单元,单元间采用法兰连接;桁架肩部设置巨型三脚支撑将屋盖支承在混凝土看台上。基于结构设计方案,本文提出了设置临时支撑、分块拼装、分区吊装、分级循环落架的施工方案,采用等效弹性杆端位移法对落架过程进行了有限元模拟分析,对几种不同的落架方案进行了比较。     

空间管桁架屋盖结构抗震性能分析

通过有限元软件SAP2000对某体育馆的钢管桁架屋盖进行分析研究,着重对其自振特点进行分析,进而研究屋盖整体结构在地震作用下的抗震特性,结果表明：钢管桁架屋盖结构的自振特性比较复杂,高阶振型是抗震分析时需考虑因素之一,水平地震作用下屋盖结构反应不明显,结构具有较好的刚度。     

一种循环搭接的新型开合结构

通过总结目前开合结构的类型和开启方式,提出一种有别于一般支承方式的新型开合结构。这种结构通过前后粱之间的循环搭接,以及梁与梁之间支承点的移动来实现整个结构的开合功能。结合屋面单元运动特点的分析,论述这种结构在移动开合上的可能性,并总结出这种结构具有跨度小、划分屋盖单元小,可减小屋盖单元重量,提高屋盖移动效率的优点,能应用于有开合要求的会场或体育场馆的屋盖结构。     

钢屋盖主桁架球形支座应用技术

广州国际体育演艺中心体育馆钢结构工程中,为消除结构在振动影响下产生的结构应力、结构变形和减振,应用了抗震球形支座。钢屋盖主桁架两端支撑于混凝土柱上方4种类型的32个球形支座上,钢屋盖结构完成后未发现任何不良现象。     

Adaptive Tragwerke – Wandelbare Dachkonstruktionen für Sportbauten

Adaptive Structures – Alterable stadium roof constructions. Deployable roof structures will become more and more common in modern stadium design. The design team needs to find the answers for the most important questions, such as: opening‐closing mechanism, loading, risk management, structural concept and last but not least the architectural design. Using recent examples, the tendencies in the design of retractable roofs is presented as well as the significant influence of the dead load in this respect.     

基于ANSYS二次开发研究斜拉索挑篷结构的非线性风致响应

近年来，大悬挑预应力斜拉索挑蓬在大型体育场建筑中得到了越来越广泛的应用。本文在尝试对ANSYS软件进行二次开发的基础上。发展了一种适合体育场主看台斜拉索挑蓬结构非线性风振响应计算分析的方法，同时也比较了非线性问题对这类挑蓬结构风致振动的影响，得出了一些有参考价值的结论。     

开合屋盖体育场风荷载特性试验研究

建筑立墙迎风面开孔时内部风压随开口处外压变化显著,使得屋盖所受净压显著增大,其测量值往往大于规范取值。而对于屋盖顶部开孔的建筑,其内部风荷载我国规范没有相应取值。为了进行开合屋盖结构设计和探讨屋盖顶部开孔对屋盖风荷载变化的影响,以1∶300的几何缩尺比制作了一个开合屋顶体育场的刚性模型,在B类地貌中对该体育场固定、活动屋盖的上、下表面进行了风洞测压试验,得到了屋盖上、下表面的体型系数、平均风压系数、脉动风压系数和极值风压系数。试验结果表明：活动屋盖的开启,可有效减小固定屋盖和活动屋盖的平均风荷载,引发整个结构承受向下的风荷载;活动屋盖开启将增大固定屋盖和活动屋盖的净脉动风荷载;活动屋盖开启将减小固定屋盖和活动屋盖的极小值风荷载,且固定屋盖上的最大极小值风压系数的位置往屋顶开口方向移动。