圆柱面杆系巨型网格结构的计算方法与优化分析

圆柱面杆系巨型网格结构由主体结构与子结构两级组成：主体结构为由组合杆构成的大网格结构,子结构为普通网架结构,布置于主体结构的大网格中。文中就其子结构的布置、组合杆的计算、结构整体优化计算方法进行了分析,并对几种巨型结构形式与普通双层网壳就用钢量方面进行了对比分析,提出了巨型网格结构的实用跨度范围。     

巨型网格结构的结构形式与支承方式

为适应空间结构向超大跨度发展的需要,探索并提出了一种大网格套小网格的双重结构体系———巨型网格结构,主要分析了主体结构构件的主要形式、主体结构与子结构的结构形式及两者之间的合理组合与连接方式、主体结构的支承方式等。     

基于参数的张弦巨型网格结构动力特性分析

提出一种预应力巨型网格结构形式即张弦巨型网格结构,通过在巨型网格结构的横向引入预应力钢索和格构式撑杆来提高结构的横向刚度。对比分析两种结构的自振频率和若干低阶振型特征,计算研究了矢跨比、横向大网格数量、钢索的初始预应力等不同参数对张弦巨型网格结构动力特性的影响,得出了提高结构横向刚度措施的重要结论,为该结构的设计和参数选择提供参考依据。     

拉索预应力巨型网格结构体系

阐述了拉索预应力巨型网格结构体系发展与研究的必然性和必要性;介绍了针对这一体系提出的各种结构形式中拉索预应力的布置原则、受力机理及具体形式;回顾了拉索预应力巨型网格结构体系的研究现状,包括静力及稳定性能、预应力索张力计算及其优化、张拉全过程分析、结构动力特性等。总结了该结构体系中各参数的合理取值,得到了较优的预应力大小及预应力分布比例,提出了针对静力性能的三级优化方法及预应力索张拉施工过程中索力的计算方法,得到了布索后结构的动力特性变化规律。最后对拉索预应力巨型网格结构体系研究的关键问题及发展方向进行了展望。     

北京大兴国际机场航站楼中心区屋盖钢结构设计的关键问题

为满足北京大兴国际机场航站楼少柱、大空间的建筑需求，提出一种以可独立承载的大型子结构单元为基础、支承体系与屋盖结构一体化的巨型网格结构。并就结构设计中的关键问题，进行了竖向承载能力、水平抗侧能力、防连续倒塌、抗震性能研究及竖向地震作用分析，结果表明：以若干独立承载的大型子结构单元为基础构建的体系可大幅提升结构的承载能力和抗倒塌能力；两个支撑筒或支撑框架与C形柱组成三角形支承结构，承载力可提升300%以上；子结构之间的屋盖结构对巨型网格结构的传力机制影响较大，应考虑子结构独立模型和整体模型进行承载力包络设计；当支承构件承担的地震剪力小于其承担的重力荷载比例时，应对支承构件承担的地震剪力进行调整，以提高支承构件的抗侧能力；针对构件和支承系统层面的抗连续倒塌分析可有效评估不同构件和C形柱的重要性等级；采用静力法计算大跨屋盖的竖向地震响应偏小，应采用振型分解反应谱法或动力时程分析法进行复核；采用基础与层间结合的超大平面隔震技术可有效提高巨型网格结构的抗震能力。     

腹杆布置体系对钢栈桥上部结构优化分析

以云南省某钢栈桥为例,采用MIDAS/Civil软件建立有限元模型,模拟分析钢栈桥结构受力情况,并通过计算对其进行结构优化分析。考虑全拉单斜式、全压单斜式、一拉一压单斜式、双斜式和网格式5种腹杆布置形式,进行静、动力分析及时程分析,找出比较合理的腹杆布置体系,进而为钢栈桥结构优化设计提供一种新思路和有效的参考。结果表明:采用全拉单斜式腹杆布置形式构造简单、施工方便、经济效益佳,且动力性能和地震作用下时程响应更优,更适用于钢栈桥。     

蜂窝网格型球面巨型网壳形体与力学性能研究

提出了一种新的结构形式——蜂窝网格型球面巨型网壳。分析了结构的几何构型,应用通用有限元软件ANSYS对结构的静力及稳定性能进行了数值计算与分析,讨论了矢跨比和大网格尺寸对结构内力、挠度和极限荷载的影响。结果表明:子结构的加入能极大提高结构整体刚度;结构顶部为失稳的薄弱部位,节点区稳定性较好;矢跨比的适宜取值范围为1/4~1/3,大网格尺寸宜为15~20m;结构的破坏一般由强度条件控制。     

膜型网壳结构巨型网格结构的整体与局部稳定性研究

针对子结构为单层膜型网壳的圆柱面交叉立体桁架系巨型网格结构 ,分析了结构的构成、形体参数 ,建立了几何非线性力学模型 ,编制了相应的稳定分析程序。着重研究了整个结构的稳定性能、失稳形式 (局部失稳与整体失稳 )、局部失稳与整体失稳模态等 ,就不同的失稳形式进行了一系列的参数分析 ,研究了各参数对结构的失稳形式及极限载荷的影响 ,找出了不同跨度结构在整体与局部失稳临界状态某些参数的取值规律     

巨型-子结构控制体系抗震特性分析

建立空间相互作用模式下的杆系模型,利用大型通用有限元软件ANSYS的功率谱密度分析(PSD)功能对巨型-子结构控制体系在随机地震作用下的动力响应进行计算与分析,并对子结构相对抗侧力刚度采用多个采样点。在主结构刚度不变的情况下,采取合理的子结构刚度能有效控制体系的前各阶振型,获得理想的减振效果;不合理的子结构刚度不但不能获得控制效果,还会放大地震作用。     

三心圆柱面巨型网格结构静力性能研究

将传统三心圆柱面网壳与联方型巨型网格结构结合,提出一种三心圆柱面巨型网格结构,对其体型参数进行分析,给出了结构各参数计算公式.根据所得公式计算三心圆柱面巨型网格结构各体型参数,针对结构体型特点,改变参数(落地倾角、结构矢跨比、弦段比例以及支承形式)建立不同模型,并研究结构在静力荷载作用下,内力分布随参数的变化情况,得出了较为经济合理的结构体型,为之后的结构设计提供参考.     

高校巨构建筑与当代教育

中国高校教育建筑进入一个新的快速增长时期,很多新高校对校园进行整体化设计.出现一种巨构建筑,体量巨大,不按系设馆,主体是交流交往的长周期空间,各种标准化的通用房间联系在主体上以利于灵活使用、资源共享.这种建筑的出现有许多原因.其中当代教育的资源共享、学科交叉、校园快速建设和网络化校园是促成其出现的部分主因.     

高层建筑巨型结构体系的竖向地震作用

为满足现代高层建筑的多功能和多用途需要,巨型结构体系在国内外高层层和超高层建筑中已 逐渐得到应用。本文建立了巨型框架结构体系在竖向地震作用下的分析模型及相应的分析方法,其中包括反应谱分析及时程分析,通过具体算例和分析表明竖向地震对此类结构的作用是十分显著的,在巨型结构体系的分析和设计中,竖向地震力是不可忽视,本文进一步地指出：在分析此类结构的地震作用时,“层模型”是不适用的。     

日本“巨大建筑”的争论始末

关于日本“巨大”建筑的争论是世界上对巨构建筑的争论运动的分支之一,也是现代主义建筑里面的一段有趣的学术讨论。其过程十分尖锐直接,也成果显著,让更多的人能够客观的看待“巨大建筑”这一新兴事物。争论对于目前在我国出现的更加巨大的“巨构建筑”有一定的参照意义。     

电梯用永磁同步曳引机3种轴承布置方案分析

根据电梯用外转子永磁同步曳引机的受力特点,分析了目前常见的3种轴承布置方案的布置型式和结构特点。通过3个具体的计算案例,对3种轴承布置方案的承载能力、引导精度、安装难度、维护工作量、空间占用量5个方面进行了分析和对比,并在此基础上得出了每种布置方案的适用性。     

Iterative step‐by‐step procedure for optimal placement and design of viscoelastic dampers to improve damping ratio

In this study, an iterative step‐by‐step procedure is proposed for optimal placement and design of viscoelastic dampers in order to achieve a target damping ratio based on simple equations and quick estimation. Through the procedure, the dampers are placed one by one in stories with maximum interstory drift at each sequence. Effect of lateral stiffness of added dampers and consequent changes in frequency of the structure as well as changes in damping characteristic of the structure after adding each damper are also considered at each sequence. In order to achieve an economical design, dampers are designed according to the lateral stiffness at each story of the main structure instead of using identical dampers in all stories. During the whole procedure, a time‐history analysis is performed at each sequence. Two numerical examples, including an 8‐story and a 15‐story building, are presented. The results indicate that optimal arrangement of dampers has a considerable influence on reduction of roof displacement up to 25% compared to uniformly distributed arrangement of dampers. In addition, with optimal arrangement, the number of dampers needed to achieve a specific interstory drift is significantly reduced, and the structural damping ratio is improved to a target value, reflecting global optimality of the proposed method.     

Fumihiko Maki

The Japanese Pritzker Prize winning architect Fumihiko Maki is credited with coining the term ‘megastructure’. Here, Jennifer Taylor describes how he has refined it, and defined a specific way of handling urban megacompositions that he calls ‘group form’, over the course of a career spanning more than four decades.     

高层混凝土框架核心筒-木盒混合结构抗震性能研究

提出了一种以混凝土框架-核心筒结构为“主结构”,每层主结构间内嵌3层装配式轻型木结构为“子结构”的装配式高层建筑结构体系。该混合结构体系实现了建筑使用功能多样化,结构体系集成化,建筑材料绿色化,建造施工装配化的特点。着重研究了体系中主结构与子结构间的连接,根据连接的特点和强弱,提出了3种不同的结构模型：1）重力模型,其特点是主结构与子结构在侧向不连接或弱连接,不考虑子结构对整体结构抗侧刚度的贡献;2）刚度模型,主子结构间采用螺栓有效连接;3）隔震模型,其子结构底面与主结构采用隔震支座连接。采用有限元软件SAP2000对3种具有不同受力特点的模型结构进行抗震性能分析研究。结果表明：重力模型主结构受力安全合理;刚度模型中子结构对整体结构抗侧刚度的贡献可达6%~35%;隔震模型中隔震子结构可明显降低整体结构的地震反应。与建筑功能相同的混凝土框架核心筒结构相比,混凝土框架核心筒-木盒结构自重可减轻25%,地震作用可减小30%,有利于在地震设防区应用。     

南京长江隧道某大型风井基坑施工的关键技术

南京长江隧道梅子洲风井基坑开挖深度大、施工区域地质条件差,对基坑围护结构的设计、施工提出了较高的要求。本文基于梅子洲风井的设计要求,针对施工难点,综合优选出圆形地下连续墙围护明挖法,并针对此方案,提出了相应的基坑围护结构的布置和施工措施,为基坑施工提供了可靠的技术支撑。     

Waltropolis: City in a Box

Reyner Banham now seems premature in declaring the megastructure dead in the early 1970s. Here, theboxtank (Emily Andersen, Geoff DeOld and Corey Hoelker), a collaborative blog about big-box urbanism and retail, considers the latent architectural possibilities of the now global phenomenon of space enclosing industrially clad megasheds - the potential of which was never underestimated by Cedric Price or Martin Pawley.