茌平体育馆大跨度弦支穹顶叠合拱复合结构体系

分析了茌平体育中心体育馆工程的建筑造型,根据屋盖造型提出了四种结构体系并进行了初步的对比分析,确定出了各方面性能较好的弦支穹顶结构体系作为屋盖结构体系,采用三维建模技术得到了钢拱的空间曲线。结合建筑使用功能和结构受力的要求,分别调整了弦支穹顶的结构布置并局部修改了建筑造型,进而提出了本工程采用的大跨度弦支穹顶叠合拱结构体系。采用有限元软件对这一新型结构体系在各种荷载工况和组合下进行了静力分析以及模态分析,得到了结构的受力、变形和振型特点,为工程的设计和施工提供了参考。     

茌平体育馆弦支穹顶叠合拱复合结构抗火性能分析

随着空间结构火灾事故的逐年上升,社会对空间结构的抗火性能日益关注。结合山东茌平体育馆工程,考虑火灾升温-降温全过程温度变化,对弦支穹顶叠合拱复合结构进行火灾响应分析,获得火灾全过程中结构的变形、内力分布变化、支座反力变化等结构响应。研究表明:火灾作用下,结构的显著变形主要集中在上层网壳的外围和靠近火源的杆件,拉索的预应力损失较严重,部分杆件退出工作,支座附近的杆件发生应力集中,结构在较大的受力范围内表现为线弹性特征;受火冷却后,结构仍具有较高的承载力。     

某体育馆弦支穹顶拉索施工研究

弦支穹顶由上部网壳与下部的张拉索杆体系构成,预应力索网布置和预应力分布较复杂。以山东某体育馆为例,进行施工全过程分析,研究了环索分批张拉过程中结构的内力和变形。确定了合理的张拉方案及其施工参数。     

茌平体育馆屋盖弦支穹顶叠合拱与主体混凝土框架协同工作力学性能研究

采用有限元软件分别建立了茌平体育馆屋盖弦支穹顶叠合拱单体模型、主体混凝土框架单体模型和结构协同工作整体模型,对比分析了结构在单体模型和整体模型下,屋盖弦支穹顶叠合拱和主体混凝土框架的力学性能差异。结果表明:在静力荷载作用下,采用单体模型计算屋盖结构时可以满足精度要求,主体混凝土框架柱与环梁的内力计算结果偏于安全;在地震作用下,采用两种模型计算的侧向变形与基底剪力的结果差异较明显;对地震作用是控制因素的工况应该采用整体模型进行分析,以确保抗震设计的安全性。     

多点激励下弦支穹顶叠合拱结构的地震响应(英文)

目前拱支结构在大跨度空间结构领域得到广泛应用.弦支穹顶叠合拱结构作为一种典型的拱支结构形式,已被山东茌平体育馆所采用,跨度达到196m.本文基于多点激励下的地震响应时程分析,研究了大跨度弦支穹顶叠合拱结构的行波效应.分析结果显示:当地震波速分别为300m/s、800m/s、1200m/s时,相应的地震行波效应系数分别为10.30、4.78、3.56,由此可见,对于大跨度弦支穹顶叠合拱而言,其行波效应较为显著,建议设计时适当考虑.     

葫芦岛体育馆弦支穹顶拉索施工分析

葫芦岛体育馆屋盖主体钢结构部分为弦支穹顶结构,由上部单层网壳和下部的张拉索杆系构成,是传统索穹顶与空间网壳结构的混合体。该工程拉索体量大、分布面广,且由径向钢拉杆、环向索及撑杆组成了整体张拉索杆体系。不论采取何种拉索张拉方法,一般均不可能对所有拉索同时同步施加预应力,所以该工程中采取分批分级的办法来实现。利用大型通用有限元软件ANSYS进行张拉施工全过程的分析,来确定合理的张拉方案。     

弦支穹顶钢结构体育馆的结构体系与施工技术

在1993年M Kawaguchi提出了一个结合单层网壳和索穹顶结构优点于一身的新型钢结构形式，我们称为弦支穹顶结构（索承网壳结构）。在这个结构组成提出以来，国外很多专家都对其进行过理论实践和实验分析。那么简单点来讲，它就是由一个上层索和下层索通过撑杆建立的一个自由平衡体系，只不过在这里上层索是由单层空间网壳代替。正是由于这种新型钢结构简化了以往出现的繁琐结构形式，而且在国外得到了广泛的运用。近年来，我国也开始引进这种新的钢结构方式。通过对弦支穹顶结构的反复实验验证和结构理论分析。近两年来，我们开始尝试在实际工程项目建设中运用这一钢结构进行施工。其中就有安徽大学体育馆、常州体育馆和济南奥体中心体育馆三个主体钢结构项目建设。通过施工，结合实际情况，我们采用了风格迥异，技术施工不同的方式很好的完成了这三项钢结构施工项目，得到的效果当然是非常好的，下面就三个弦支穹顶结构体系来进行分析解读。     

常州市体育馆椭圆抛物面弦支穹顶稳定性研究

常州市体育馆椭圆抛物面钢屋盖采用由Levy索杆系和单层网壳构成的弦支穹顶结构,与已研究的常规弦支穹顶相比,其具有体量大,矢跨比高和外形为椭圆抛物面的特点。将弦支穹顶与单层网壳进行稳定性对比研究,包括构件屈曲、线性屈曲和几何非线性屈曲等,分析了高矢跨比弦支穹顶中索杆系的作用以及对结构设计起控制作用的破坏形式。研究结果表明,索杆系增加了弦支穹顶的整体性,降低了其对初始几何缺陷的敏感性,但对结构刚度、基本自振周期和模态、构件屈曲荷载、线性屈曲荷载、无初始缺陷的非线性屈曲荷载、屈曲模态等影响不大。高矢跨比弦支穹顶仍对初始缺陷较为敏感,稳定性仍是结构设计控制因素之一。此外,由于椭圆抛物面外形,活荷载布置形式对结构屈曲模态影响较大,且满跨活荷载并不一定是最不利的活荷载布置形式。     

弦支穹顶结构的研究发展

弦支穹顶作为一种新型复合结构,与单层网壳相比具有良好的受力体系和稳定性,一经提出就得以在工程上的广泛利用。对弦支穹顶体系的研究现状和工程应用进行了分析,并指出了弦支穹顶结构进一步的研究方向。     

弦支穹顶的静力性能分析

介绍了弦支穹顶结构体系的构成．对弦支穹顶模型进行了线性和非线性有限元静力分析，得出了有益的结论：研究了节点刚度、改变弦支穹顶的矢高及环索预拉力对结构性能的影响。研究表明弦支穹顶综合了单层球面网壳和张拉系统的优点，能更有效、更经济地跨越较大的跨度。     

Research on temperature field and temperature effect of steel silos under solar radiation

综合使用光线追踪法和点盒位置判断理论,提出了一种高效的钢板筒仓太阳辐射阴影区计算方法,并通过试验验证了该方法的计算精度。分析了钢板筒仓加盖和不加盖、满仓和空仓时太阳辐射非均匀温度场的时空分布规律,其中不加盖空仓时的太阳辐射非均匀温度场对结构最为不利。不加盖空仓时钢板筒仓结构正温差温度效应最大,与不考虑太阳辐射均匀温度作用工况相比,最大温度变形、最大温度应力、支座最大径向反力分别增加了135%、85%、85%,支座环向反力从0kN增加到132 kN,建议在工程设计中合理考虑太阳辐射非均匀温度效应。     

太阳辐射作用下钢管温度场分析

基于ASHRAE晴空模型和热分析有限元理论,研究了太阳辐射作用下钢管温度场的日变化过程及温度场的分布规律.对影响钢管温度场的参数,包括太阳辐射吸收率、地面辐射反射率、钢管尺寸和钢管的空间方位进行了参数分析,研究了太阳辐射作用下各个参数对钢管温度场的影响规律.基于太阳辐射时程有限元分析和稳态热分析理论,提出了太阳辐射作用下钢管的温度场简化计算模型,并通过算例验证了简化计算模型,可为今后空间钢结构温度场和温度应力研究和设计提供借鉴和参考.     

大连体育馆弦支穹顶结构张拉成形及静载试验研究

大连体育馆屋盖采用了弦支穹顶结构,为探索不同张拉方案的优劣及可行性,校核结构数值分析时数值模型和计算结果的准确性,研究结构在施工、设计荷载下的受力特性,对大连体育馆缩尺模型结构进行张拉成形和静力加载试验,结合有限元软件ANSYS对试验进行全过程模拟。结果表明:撑杆的内力和节点位移的试验值与理论值吻合较好,以撑杆内力为张拉控制目标,达到了张拉要求;撑杆顶升成形方法在试验中需进行反复调试,可控性较差,且需要对索进行精确下料,难度高;斜索张拉法可控张拉点较多,且斜索索力相对较小,索力可控性好,成形精度更高,故在施工中建议采用斜索张拉方案;在静力加载试验中,弦支穹顶上部网壳节点的位移、撑杆轴力和杆件应变与荷载基本满足线性关系,表明结构整体竖向刚度在设计荷载范围内未出现弱化,网壳杆件整体应力水平在设计范围内,结构满足设计要求。     

磁浮轨道钢箱梁日照温度场及变形研究

磁浮轨道梁日照作用下的温度变形是轨道梁设计需考虑的重要因素,文章根据传热学与有限元理论,结合上海夏季气象参数与日照辐射半经验公式,利用ANSYS建立上海磁浮线轨道钢箱梁日照温度场三维瞬态模型,经实测构件验证,计算值与实测值吻合良好。分析磁浮轨道梁的最大竖向与横向温差发生时刻的温度梯度分布,并以指数函数为基础拟合得到对应温度梯度曲线,竖向温差拟合值略低于德国磁浮规范值,横向温差拟合值高于德国磁浮规范值。基于日照温度场分析结果,计算不同支承形式钢轨道梁的温度变形,得到磁浮轨道钢箱梁在双跨连续形式下能够较好抵抗温度变形的结论。提出磁浮轨道钢箱梁外露部分涂料的选取建议,以减小日照辐射吸收能量,从而降低截面温差及温度梯度变形。     

暴露环境下矩形钢管混凝土构件截面温度场实测研究

超高层结构常采用矩形钢管混凝土柱,在太阳辐射下,钢管表面温度最高可达到50℃左右,由于钢材和混凝土的热物理性能存在较大差异,以及太阳辐射的非均匀性,导致钢管壁的四面和核心混凝土温度分布极不均匀,进而会影响钢管混凝土柱的受力。为了解太阳辐射下矩形钢管混凝土柱的截面温度场分布,通过对矩形钢管混凝土构件截面布置温度测点进行了截面温度场的实测,对构件温度分布进行了分析。结果表明:方钢管混凝土试件截面温度场随截面空间分布的非线性特征和时间变化的非线性特征显著;钢管表面各测点与中心测点及气温间温度峰值出现的时间存在差异;截面温度场为非均匀温度场,截面中心温度最低时整个截面温度场的非线性特征表现最为显著。     

混凝土箱形输水桥日照温度场及温度应力研究

分析了箱形输水桥产生日照温差及温度应力的原因,借助有限元软件ANSYS对某输水桥日照温差及温度应力进行有效的仿真模拟,计算结果表明：箱形输水桥的日照温差分布比较复杂,从箱形桥身的温度分布来看,顶板温度变化最剧烈,腹板次之,底板最小,温差近似为二次曲线分布。日照温差作用下混凝土箱形输水桥桥身内无论沿纵向和横向都将产生可观的温度应力,其值已超过混凝土的抗拉设计强度。所以,在箱形输水桥身结构设计中对日照温差作用下的温度应力必须予以重视,在设计中应配置适当的温度钢筋。     

体育馆建筑造型设计中的形体构成研究

该文探讨了体育馆的形体构成,并以其所处的地形地貌及区域建筑环境作为文章讨论的重点,由此归纳出体育馆建筑造型设计中形体构成的主要途径。     

体育场馆空间形态构成趋势研究

本文通过分析近年来国内大型体育场馆的方案,力图从空间形态构成的形体表现、结构表现、建筑寓意、材料选择等方面,深入挖掘隐藏在其构成表象背后的动因及新趋势,并通过探讨当代审美思潮的变化揭示其偶然与必然性,以期为我国当代体育场馆创作提供借鉴。     

山西三馆日照非均匀温度作用分析

研究分析了山西三馆(由自行车馆、体育馆、游泳馆及连接平台组成)在露天施工下的日照非均匀温度作用.依据结构实际几何尺寸、截面参数、材料热物理性能参数等,分析计算一天各时刻结构上的太阳辐射、空气对流换热等作用,提出了结构日照温度场有限元建模与分析方法,合理假定结构初始温度为早晨5∶30时的大气温度,进行连续24h的有限元时程分析,获得了一天各时刻结构的日照非均匀温度作用大小及分布.结果表明,在最热月7月晴天无云的最不利工况下,结构局部最高温度达到了50℃,最大分布温差达17℃.最终提出了结构合拢施工温度取值的合理建议,为工程施工方案和误差控制提供了温度荷载参考信息.