中南大学新校区体育馆钢屋盖设计与滑移施工分析

中南大学新校区体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖的最大跨度为92.1m,采用空间钢管桁架结构,具有较好的整体稳定性。屋盖桁架跨度大,温度作用明显,为减小温度变化对结构造成的不利影响,钢结构屋盖与混凝土框架柱之间通过钢管转动柱及固定铰支座组成节点连接,该连接方式使得桁架在因温度变化而产生水平向伸长或缩短时,钢管转动柱通过一定角度的倾斜,以适应屋盖桁架的伸缩变形,从而实现屋盖桁架温度应力的释放,提高了整体结构的承载能力。考虑结构特点及场地条件,采用累积滑移施工。对施工过程进行模拟分析并将桁架应力及挠度的监测值与计算值进行对比,结果表明滑移施工过程安全可靠。     

中国国家博物馆钢桁架与混凝土结构的合理连接研究与设计

中国国家博物馆钢桁架结构跨度大、荷载大,使得钢桁架与混凝土结构连接处的反力巨大。为了使钢和混凝土协调工作,连接部件的合理设计是一个关键问题。本项目中,钢桁架与混凝土结构主要有两种位置关系,一种是钢桁架与混凝土结构侧面连接;另一种是钢桁架与混凝土结构顶面连接。对这两种连接方式分别进行了方案的对比和介绍。对于侧面连接区域,采用了暗桁架的连接方式,并将暗桁架杆件形式从实腹式截面调整为两块钢板,在保证了有效传力的同时,满足了钢筋布置的要求。同时还进行了有限元分析,对节点设计方法给予了验证。对于顶面连接方式,采用与施工方案相结合的节点设计方式,通过滑动支座释放部分水平反力。通过分析计算确立了合理的连接构造。     

索桁架的稳定与预应力控制

文章通过多个点连接全玻璃幕墙工程实例 ,对积累的资料和经验进行总结 ,对拉索式点连接全玻璃幕墙索桁架技术进行理论分析 ,找出其内在规律 ,总结出索桁架的稳定与预应力控制的原则 ,对于建立一套完整的设计、计算、施工方案有很好的参考意义。     

基于风振舒适度的北京奥林匹克塔黏滞阻尼减振性能研究

以北京奥林匹克塔为工程背景,对其展开以舒适度为控制指标的黏滞阻尼减振性能研究。根据该多塔高耸结构的特点设计了连接桁架加腋的结构方案和不加腋的结构方案,比较分析两者之间动力特性的变化。并在连接桁架不加腋结构方案的基础上引入黏滞流体阻尼器(viscous fluid damper, VFD),对阻尼器的安装位置、装置数量等进行优化设计,形成了结构黏滞阻尼减振方案。利用风洞试验结果生成的三维风场,开展了连接桁架加腋方案、连接桁架不加腋方案和黏滞阻尼减振方案的风振响应分析,并从响应的空间分布、受风向角影响规律、时频域特性和阻尼器输出特性等方面进行分析。结果表明：相对于连接桁架不加腋方案,无论是连接桁架加腋方案还是黏滞阻尼减振方案,结构的加速度峰值响应均有不同程度的减小,其中黏滞阻尼减振方案最大衰减可达30.28%。     

秦皇岛体育场屋盖预应力悬臂桁架施工技术

秦皇岛体育场屋盖由24榀悬臂桁架组成,桁架之间以弧形拱梁和钢索连接为空间稳定体系。介绍屋盖体系的施工技术,包括结构安装、承重架的搭设及拆除、预应力钢索的张拉方法,并对支撑结构拆除前后桁架挠度和拉索应力值的变化进行了分析。     

国际期刊导读

组合楼板的全过程挠度分析 摘要：对组合楼板的挠度进行研究,其值直接取决于异性钢板与混凝土间连接的剪切刚度。基于架构理论,直接考虑连接的剪切刚度,提出计算组合楼板挠度的方法,考虑混凝土层在普通裂缝和受压下塑性变形对结构刚度的影响。采用本方法,可获得这些影响因素从初始阶段至极限状态全范围的变化情况。对异形钢板与混凝土的连接试件进行试验,结果表明：其连接性能分3个阶段。每个阶段都有不同的剪切特性,用于计算楼板挠度。从加载初期至极限状态,分析Holorib异形板组合楼板变形试验值的变化。采用本方法计算的楼板变形值与试验值吻合较好。     

140m跨度预应力空间悬索桁架桥结构分析

某过河管道桥跨度140m,采用预应力空间悬索桁架的结构形式。结合工程设计实践,采用非线性有限元软件ANSYS对结构静力性能进行分析,确定结构布置方案;应用BlockLanczos法对索桁架桥进行自振特性分析,得到结构各阶频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析法对结构方案进行整体分析得到全桥在脉动风荷载作用下的位移响应时程。计算结果表明,结构整体工作性能良好,承重索与抗风索的截面积对桥体动力稳定性均有较大影响。     

大跨度点支式幕墙支承结构风振性能分析

广州新白云机场航站楼主楼点支式玻璃幕墙结构,长108m、高33m,采用钢桁架与预应力索桁架交叉的混合支承体系。本文针对该幕墙支承体系的三种结构方案,应用非线性有限元软件,对其风激动力性能进行分析,给出了方案合理性的评价。主要工作有:应用子空间迭代法分别对单榀索桁架和整体结构进行自振特性分析,得到相应的频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析方法分别对三种结构方案进行整体分析,得到结构在脉动风作用下的响应时程;对风振分析结果进行统计分析,得到可供设计参考的风振系数。计算结果表明:三种结构方案的风振动力性能差别较大;其中,方案一最差,在脉动风作用下发生了弯扭跳跃式失稳;方案三最好,表现出良好的动力稳定性和整体工作性能。     

某美术馆巨型装饰幕墙钢结构设计

影响大型幕墙钢结构设计的因素较多,包括风荷载作用下的变形挠度控制、投影面积较大的外立面钢结构幕墙在温度作用产生的内力计算,以及针对支座刚度假定和主体结构的刚度影响也必须充分考虑,同时必须在充分考虑主体结构体系的情况下,采用与之相适应的幕墙钢结构受力体系也非常关键。综合各方面要素,对钢结构幕墙的结构形式进行方案选择,通过结构方案模型的分析,对结构模型的各项指标进行判别,确定出合理的结构形式;最后通过分析、总结,为相似的工程项目提供参考实例。     

天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆施工过程分析

天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆的屋盖结构体系采用了空间桁架结构。对于空间桁架结构而言,目前多数研究主要集中在节点承载力、静动力性能及其稳定性能上,对于结构施工过程的数值模拟涉及较少。而在大跨度空间钢结构桁架施工过程中,由于结构温度的变化、太阳辐射的影响和卸载方案的差异,施工过程将对结构在使用阶段的力学性能产生显著的影响。以天津奥林匹克体育中心游泳跳水馆钢结构空间桁架结构为工程背景,分析了不同卸载方案、考虑太阳辐射影响的不同合拢温度下钢结构桁架的杆件内力、节点位移、支座反力等结构响应,得出了卸载方案和合拢温度对结构性能的影响程度,为今后大跨度桁架结构的施工方案制定提供了参考和设计依据。     

大跨度钢桁梁悬索桥临时连接方式分析研究

在大跨度钢桁梁悬索桥建造中,不同的钢桁梁段间的连接方式会直接影响桁架结构的实时与成桥的内力分布状态,所以临时连接方式的选择非常重要。以杨泗港长江公路大桥作为研究背景工程,分析逐步铰接法、逐步刚接法、适时铰接法3种连接方式进行对比,比选参数分别主要为钢桁梁构件和临时连接的受力情况、吊索索力等,获得结论为逐步刚接法因不能保证结构安全而不可行,逐步铰接法和适时铰接法安全可以保障,虽然适时铰接法需较多仿真计算和现场监测数据共同分析来确定钢桁梁铰接时机增加了工作难度,但在下弦杆的临时连接的措施下,比逐步铰接法的整体结构刚度和稳定性要好。此外,考虑在架梁过程中适当增加配重有利于主缆和主梁提前接近于成桥线形状态,并且可降低临时连接的受力大小的情况下,故以适时铰接法为研究基础,比较适时铰接法+无配重、适时铰接法+等额配重、适时铰接法+部分配重3种连接方式来分析配重的影响,得知采用适时铰接法+部分配重的连接方式的钢桁梁构件和吊索各项指标均为适宜,不仅较适时铰接法+无配重提前将下弦杆进行闭合可铰接状态,增加了主梁结构的刚度和稳定性,又较适时铰接法+等额配重中吊索索力安全系数满足要求,是最优的临时连接方式。     

梅江会展中心张弦桁架抗连续倒塌分析

通过对天津梅江会展中心张弦桁架移除关键构件后的残余结构的承载力分析,得到张弦结构的支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆等关键构件的破坏对结构承载力影响最大;为了模拟杆件失效前静力荷载产生的初始变形对结构连续倒塌的影响,采用考虑初始变形的全动力等效荷载瞬时卸载法模拟杆件失效。对支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆失效进行连续倒塌动力分析,研究了纵向联系桁架对张弦结构抗连续倒塌的作用,得到平面张弦桁架通过纵向联系桁架组装成一整体,其整体性随着纵向联系构件抗弯刚度的增大而提高,共同作用效果明显。在此基础上,利用山墙的抗风柱,将边跨张弦桁架改变为多支点支承的普通桁架,设计时该抗风柱不仅承担水平风荷载,还承担竖向荷载,从而提高结构的抗连续倒塌能力。并根据该工程的特点提出集桁架支座、张拉端（锚固端）和桁架下弦管于一体的铸钢节点构造,不仅满足建筑要求,还使得该处节点承载力大大加强,可供相关工程参考。     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

天津大学新体育馆点支式玻璃幕墙预应力自平衡索桁架支承体系设计分析

点支式玻璃幕墙以其良好的通透性和安全性以及优美的建筑表现在国内外都获得了广泛应用。预应力自平衡索桁架体系是一种新型的点支式玻璃幕墙支承体系,其独立的力平衡体系解决了拉索对周边结构的附加拉力问题,因而应用前景广阔。由于需要考虑预应力和几何非线性大变形的影响,这给此类支承体系的设计增加了难度。结合天津大学新体育馆工程项目,详细介绍了该工程所应用的点支式玻璃幕墙预应力自平衡索桁架体系的选型与布置及其结构特点,应用ANSYS软件建立有限元模型,对该支承体系的设计计算过程进行了介绍,并选取荷载计算工况、对幕墙结构的基本静动力性能等问题进行了详细分析,得到了一些有实用意义的结论。     

超高层建筑伸臂桁架“延迟连接”技术在沈阳恒隆广场主塔楼施工中的应用

在水平荷载起控制作用的超高层建筑中,设置伸臂桁架可以提高结构的整体工作性能,从而提高结构的抗侧刚度,控制结构的顶部位移,降低核心筒所承担的倾覆力矩。但是,伸臂桁架在施工阶段,由于内外筒施工不同步,结构布置不对等原因,会导致施工过程中内、外筒的变形存在一定差异,如果盲目施工,将会造成在伸臂桁架内部过早产生较大应力,导致结构成形后整体受力状况与原结构设计模型不符。通过研究,提出一种超高层伸臂桁架"延迟连接"的施工技术。该方法在沈阳恒隆广场主塔楼施工应用的情况表明,可有效解决外框与芯筒不均衡变形导致的伸臂桁架应力过大的问题,确保了伸臂桁架施工和使用阶段的结构性能。     

新疆体育场环形斜拉结构研究

新疆体育场罩棚跨度64m,呈飞碟形,采用环形斜拉结构体系。结构的弦杆选用矩形钢管,腹杆选用圆钢管,节点为相贯焊节点。结合具体的结构设计,详细介绍了罩棚的结构体系,根据结构特点,优化传力途经,使结构下弦内力峰值降低67%;在保证结构整体性的前提下,对环向杆件与主桁架连接以及内环连接形式进行优化,也降低了杆件应力。研究了结构变形和钢索内力的特点,表明结构具有比较明显的空间作用;介绍了结构的动力特性和预应力对结构变形的影响。     

某科技竞赛展厅钢结构屋盖施工方案

某科技竞赛展厅钢结构屋盖主梁采用27m跨预应力索桁架,次梁采用8m跨H型钢,屋面采用彩钢屋面板。本文主要介绍预应力索桁架节点连接构造,索桁架与次梁节点连接构造,上弦支撑布置方式及其与主、次梁节点连接构造,钢结构屋盖施工工法等,可供同类工程设计及施工时参考。     

大跨度H型钢桁架分片高空对接安装施工技术

厦门海峡交流中心二期B地块工程观众厅屋顶为H型钢主次桁架结构,最大跨度30.7m。采用分片钢桁架高空原位对接安装技术指导施工,使用双夹板进行桁架安装对接临时固定,使用缆风绳配合校正。结合施工环境及吊装工具起重性能,确定桁架分片位置。根据结构主次桁架传力分析,制定相应分片桁架安装顺序及变形分析,以满足安装条件需求。本文介绍了分片桁架高空对接安装工艺施工过程及控制要点,施工效果良好。     

刚接和铰接钢桁架静动力特性分析

采用结构力学方法对刚接和铰接桁架的内力和变形进行了比较,采用ANSYS有限元软件对以上两种桁架的静动力特性进行了分析（模态分析）,得出两种桁架在静力特性方面（内力和变形）相差不大,而在动力特性方面却相差较大的结论。