第七届世界军运会主赛场车辐式索承网格钢结构屋盖设计

以第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖为例,对车辐式索承网格钢结构屋盖进行初始预应力状态分析、静力弹性分析、施工模拟分析和结构稳定性分析。采用MIDAS Gen软件建立结构模型,分析车辐式索承网格钢结构屋盖在规范规定的荷载单工况和组合工况下的内力和变形,并对比各工况下车辐式索承网格钢结构屋盖相对于初始预应力状态下的内力变化情况,对索张拉施工全过程进行模拟分析,对结构模型模态进行分析。结果表明,车辐式索承网格钢结构屋盖在各工况下的验算结果均满足规范要求,初始预应力状态分析与施工模拟分析的构件内力和变形基本吻合,施工模拟全过程分析的构件内力均小于静力弹性分析,稳定性分析结果表明结构具有足够的安全储备。     

徐州市奥体中心体育场索承网格结构的施工技术

结合徐州市奥体中心体育场预应力钢结构工程,介绍了环向悬臂索承网格这种新型结构肜式的施工技术。主要内容包括环向悬臂索承网格的构造形式、钢结构安装方法、临时支撑胎架的设计、预应力钢批索的施工顺序和施工监测结果等。     

济南奥体中心体育场结构设计

济南奥体中心体育场为2009年第十一届全国运动会的主赛场.该工程为一大型复杂的体育建筑,基础为人工挖孔桩,下部为钢筋混凝土框架剪力墙结构,上部钢结构悬挑罩棚采用折板型悬挑空间桁架结构受力体系,通过内、外支座支承于下部混凝土结构的型钢混凝土柱.本文通过总装模态分析确定下部混凝土结构选型及分缝,针对混凝土超长采取有效的技术措施和详细的温度应力分析,并重点介绍了上部钢结构的构成.对整体结构在重力、风、地震、温度等多种荷载作用下的变形受力性能进行了详细分析,并进行大跨空间结构的抗连续倒塌分析.总结了一些设计经验,特别是大跨结构的抗震设计经验,可供同类工程参考.     

徐州奥体中心体育场环向悬臂索承网格预应力施工关键技术

徐州市奥体中心体育场工程屋盖雨篷采用了一种新的结构形式——环向悬臂索承网格结构。对徐州市奥体中心体育场屋盖预应力施工的关键技术进行了研究,主要内容包括预应力施工仿真分析、预应力拉索的安装、预应力施加方法等。通过本文的研究分析将形成一套环向悬臂索承网格结构体系的施工关键技术,该结构体系适用于超大型的体育场及其他公共建筑。     

宝安体育场车辐式屋盖结构施工误差敏感性试验及误差限值控制方法研究

采用定尺定长设计与张拉技术进行施工时,确定拉索以及其他刚性构件的施工误差限值对工程建设和验收非常重要,但目前缺乏相应的统一标准。为此进行了宝安体育场屋盖结构施工误差敏感性试验,模拟了车辐式结构径向索、环索、飞柱的长度以及环梁位形的施工误差。研究结果表明：径向索、飞柱长度以及环梁径向位形误差对本榀索桁架预应力的影响约为相邻索桁架的2~3倍,对距离3榀以上的索桁架影响较小,将这3类构件定义为局部敏感性构件;环索误差对各处径向索预应力的影响较接近,定义环索为全局敏感性构件。在此基础上结合一次二阶矩可靠度指标,提出车辐式结构施工误差限值的控制方法。该方法首先将预应力变化量表达为施工误差值随机变量的线性函数,依据构件的敏感性分类确定线性函数的项数;然后由预应力变化量得到临界状态方程和一次二阶矩可靠度指标;最后由可靠度指标需要满足的范围得出每个施工误差值应满足的统计学限值。该方法得到的施工误差限值可以用于指导宝安体育场车辐式屋盖结构的施工和验收。     

牛河梁红山文化遗址群Ⅱ号点保护篷钢结构性能化设计

对采用径向限位滑动支座的牛河梁红山文化遗址群Ⅱ号点保护篷钢结构进行了抗震性能设计,比较了不同支座形式及支撑体系对结构整体稳定性能的影响,同时分析了结构的静力延性性能,并对结构进行了抗连续倒塌设计。分析结果表明,采用限位滑动支座不会对结构的稳定性能产生较大不利影响;支撑体系对结构的稳定性能影响很大,桁架下弦必须全跨布置系杆;结构体系满足静力延性性能设计目标,且有很好的抗连续倒塌能力。     

泰州体育公园体育场钢结构屋盖施工模拟分析

索承网格结构施工复杂,预应力索的张拉与结构相互影响,施工过程中结构变形与应力变化大,且结构体系不断发生转变,施工难度很大。文章以泰州市体育公园体育场为例,建立有限元累加模型,且考虑几何非线性因素,对索的预应力施加过程进行了详细动态分析,全面研究了施工全过程索及钢结构的力学响应,并对张拉工装及耳板等关键节点进行了有限元精细化模拟。结果表明,预应力索张拉及胎架拆除对结构影响较大,其应力及位移变化幅值均超过80%。提升工装及耳板等关键构件受力不均匀,应通过构造措施保证其强度和稳定性。基于施工仿真分析,可对钢屋盖施工方案进行优化,保证安全施工。     

某体育场悬挑折线形钢结构罩棚设计

体育场总建筑面积约为25 000m2,规模约为15 000座。东西方向宽约202 m,南北方向长约219 m,罩棚最大悬挑长度28 m,顶部标高约为35.480 m。东西看台罩棚主要通过下部混凝土柱和环向平台梁支撑,罩棚悬挑部分采用双向斜交平面桁架结构,立面部分则由双向斜交平面桁架汇总形成梭型倒三角桁架支撑于环向平台梁。通过建立整体模型对罩棚在静力荷载、温度作用、地震作用下的受力性能进行分析,并进行了抗连续性倒塌分析和整体稳定分析,结果表明:结构具备较好抗连续倒塌能力和整体稳定性。     

上海中心大厦结构第三方独立审核

上海中心大厦建筑高度632m,为目前在建的国内最高建筑之一。其建筑形体复杂,结构安全引人关注。笔者作为第三方独立审核方,参与了塔楼结构的全过程设计与施工。从业主顾问咨询的角度,介绍了结构体系、风荷载取值、基础沉降分析、巨型框架的布置和受力特点以及节点构造等方面开展的审核工作。工程实践表明,结构第三方审核工作对本工程是必要的,对结构的安全性、经济性以及合理性起到了验证和补充作用。最后,对超高层建筑结构设计中的若干问题进行探讨,并提出实现第三方独立审核的价值和作用的一些建议。     

国家游泳中心结构设计与研究

正在兴建的国家游泳中心“水立方”为2008年奥林匹克运动会的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛场地,赛后将继续提供重大水上比赛场地,同时为市民提供综合水上娱乐中心以及会议展览场地等.国家游泳中心屋盖和墙体采用了基于气泡理论的多面体空间刚架结构,为国内外首创.其构成方式是将由多面体细胞填充的巨大空间进行旋转和切割,从而得到建筑的外轮廓和内部使用空间, 切割产生的内外表面杆件和内外表面之间保留的多面体棱线便形成了结构.这种新型空间结构的受力特性介于网架和空腹网架之间,结构设计面临着许多新课题.本文介绍了国家游泳中心结构设计中的关键技术问题,包括多面体空间刚架结构的几何构成与设计优化、荷载分析与取值、结构总装整体分析、静力弹塑性分析（pushover analysis）、动力弹塑性时程分析、节点设计与试验研究等.     

巨型钢框架—预应力复合支撑体系在水平荷载作用下的破坏性能

巨型钢框架—预应力复合支撑体系是现代高层建筑中的一种新型抗侧体系,本文基于弹性反应谱对其进行抗风、抗震设计,然后在倒三角型分布和均匀分布的两种水平荷载加载模式下进行Pushover分析,研究出该结构体系在不同水平加载模式下的破坏机理,考察其抗侧刚度、拉索受力特征及构件先后出现的屈服机制和结构的整体抗震性能。研究表明,倒三角型分布的结构水平极限荷载和弹性抗侧刚度都小于均匀分布得到的结果;拉索的最大拉应力均未达到屈服强度650MPa,并且随着水平荷载的逐渐增加,一部分拉索拉应力逐渐减少,直至退出工作,而另一部分拉索则在预拉应力的基础上拉应力进一步增大;巨型钢框架—预应力复合支撑体系各构件的破坏顺序为巨型梁腹杆最先出现屈服,而后依次分别是巨型柱肢间的支撑、巨型八字支撑、巨型柱肢间的楼层梁;对该结构体系不能再沿用弹性设计反应谱的方法进行抗震设计,而应采用基于建筑抗震性能化的理念来进行合理、经济的抗震设计。     

次框架开洞的巨型钢框架结构性能分析

巨型钢框架结构相对其他结构体系而言,最显著的优点是可以满足大开洞的建筑功能要求。以结构的内力、变形为指标,进行了次框架开洞的巨型钢框架结构在风荷载作用下的静力性能和地震作用下的抗震性能分析,并对开洞结构的设计提出了一些建议。     

郑州金版大厦工程高支模的设计与施工

以郑州金版大厦工程12.6 m高的模板支撑为例,详细介绍了高支模系统设计中应注意的稳定性、强度和验算等问题,并对模板支撑体系搭设、施工技术措施等作了论述,以保证高支模系统安全。     

贵阳奥体中心主体育场罩篷钢结构抗震性能化设计研究

贵阳奥体中心主体育场罩篷采用了预应力平面桁架斜交网格结构体系,最大悬挑49m。首先确定了抗震性能化设计目标,然后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析方法和弹塑性动力时程分析方法对该工程进行抗震性能研究。针对单独钢筋混凝土看台模型、钢结构模型以及结构整体模型三种计算模型,对结构自振特性、构件应力比、结构位移、塑性铰分布与损坏程度等性能进行深入量化分析与设计。另外针对上下部整体计算模型分别按一致激励和多点激励进行动力时程反应计算。计算表明:采用单独罩篷钢结构模型进行抗震设计存在不安全因素,必须考虑上下部共同工作的整体模型;多点激励法计算基底总剪力小于一致激励法计算结果,采用一致激励法进行设计能保证结构安全性;在罕遇地震作用下,看台钢筋混凝土结构刚度的退化对上部钢结构抗震有利。通过上述系列分析研究,实现了抗震安全性能化设计目标。     

沈阳文化艺术中心单层折板空间网格结构整体模型试验研究

沈阳文化艺术中心主体结构采用不规则单层折板空间网格结构,此结构面内、面外刚度受结构折板构型影响较大,内力分布与整体稳定性对折板构型的变化敏感。因此,对该结构进行了整体模型试验,以考察结构设计的安全性。针对试验模型构型复杂、加载难度大等特点,设计了基于“并联弹簧拉索按刚度分配荷载”的顶面网格加载系统和基于“使用定滑轮实现荷载转向”的侧面网格加载系统,完成对模型竖向恒载、活载与水平风载工况的有效模拟。试验结果表明,在设计荷载范围内,随着荷载的增大,结构位移与内力响应基本呈线性发展,模型竖向荷载向基础的传递主要依靠竖向主构件实现,环向主构件起拉结作用。同时,对模型结构进行了有限元分析,分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析模型的合理性与分析结果的准确性。在此基础上,进行了原型结构的稳定承载力分析和出现局部破坏时的抗连续性倒塌分析,证实该结构在设计荷载下具有足够的稳定承载能力和抗倒塌性能。     

海口双子塔-南塔结构设计关键技术研究

海口双子塔-南塔项目位于海南省海口市,为8度0.30g设防烈度地区在建的超高层建筑,建筑高度为428 m,结构屋面高度为402.8 m.结构采用了空间双向倾斜的巨柱、折线形布置的腰桁架、外凸的巨型支撑和复杂转换结构等形式.对于结构设计中的关键问题,进行了风洞试验、模拟地震振动台试验、关键构件及复杂节点试验和多种分析方法...     

济南奥体中心体育馆弦支穹顶结构设计

济南奥体中心体育馆下部采用多层混凝土框架筒体结构,上部采用弦支穹顶结构.弦支穹顶是一种新颖的杂交空间结构,由上部单层网壳和下部索杆张拉体系构成.首先简单介绍了该弦支穹顶结构的结构形式,并采用有限单元法进行了荷载分析、模态分析、线性与非线性稳定性分析等.基于抗连续倒塌的思想,分析了弦支穹顶局部断索后的结构性能.弦支穹顶的施工张拉模拟是结构设计的难点,本文给出了各个张拉状态的控制参数.弦支穹顶的设计中还采用整体结构模型进行分析校核.     

钢筋混凝土框架抗倒塌与抗震设计的对比分析

以一栋六层框架结构为例,对其抗倒塌设计与抗震设计的结果进行了分析,研究结果表明,抗倒塌设计不同于抗震设计,并提出抗倒塌设计的一些措施,为将来工程抗倒塌设计和相关方面的设计提供了参考依据。