高层建筑附着式升降脚手架静力有限元分析

针对附着式升降脚手架在高层建筑应用中具有良好的防坠落、防倾覆作用,比其余脚手架结构更加安全性和稳定的情况,以某异形超高层建筑为例,在概述其工程设计中附着式升降脚手架结构体系构成的基础上,应用ANSYS有限元软件进行了模型构建,并分正常使用工况和提升工况分别进行脚手架力学性能及应力、变形等演化规律的分析。结果表明：不同工况及荷载组合下该超高层建筑附着式脚手架应力、位移值均处于规范允许范围内,且脚手架提升工况下的应力、位移值整体比正常工作工况下要大;为此必须有针对性地采取补强措施,保证施工过程中附着式脚手架结构的安全性和稳定性。     

俄罗斯远东联邦大学学生中心入口幕墙支承结构选型分析

在满足建筑设计要求和工程经济性要求的基础上,进行了俄罗斯远东联邦大学学生中心入口幕墙拉索桁架的选型,并利用大型通用有限元分析软件对其最终方案进行了整体的分析。计算结果表明:温度荷载对结构的影响不仅包含由于温度变化直接产生的温度变形和温度应力,还应该考虑由于温度变化引起的预应力变化产生的二次结构影响。另外,钢桁架结构的刚度和拉索的内力是互相影响的,因此必须建立整体模型综合考虑钢结构和拉索桁架在各荷载工况组合下的共同作用。最终,所选用的结构体系的应力水平和位移情况均能满足设计要求。     

俄罗斯远东联邦大学学生中心入口幕墙支承结构选型分析

在满足建筑设计要求和工程经济性要求的基础上,进行了俄罗斯远东联邦大学学生中心入口幕墙拉索桁架的选型,并利用大型通用有限元分析软件对其最终方案进行了整体的分析。计算结果表明:温度荷载对结构的影响不仅包含由于温度变化直接产生的温度变形和温度应力,还应该考虑由于温度变化引起的预应力变化产生的二次结构影响。另外,钢桁架结构的刚度和拉索的内力是互相影响的,因此必须建立整体模型综合考虑钢结构和拉索桁架在各荷载工况组合下的共同作用。最终,所选用的结构体系的应力水平和位移情况均能满足设计要求。     

宁波市体育运动学校田径馆大跨屋盖结构设计

宁波市体育运动学校田径馆屋面跨度达到52m,采用倒置三角锥管桁架结构,除考虑恒载、活载、风荷载正常荷载作用下,桁架需要有良好的受力性能外,还充分考虑温度荷载及施工合拢的温度差对桁架内力产生的影响,保证主体管桁架结构在各种工况下的安全度及变形要求。并采用MITS及SAP两个软件进行内力校核和对比。为确保拱形结构面内刚度,支座采用固定铰支座,框柱采用内置型钢,提供足够的抗推刚度。     

拉索式预应力平行弦钢桁架优化设计与方案讨论

基于拉索式平面预应力钢桁架的计算模型 ,建立了拉索式平面预应力钢桁架优化设计方法。利用该方法分别对工程中常见的三种不同的拉索式预应力平行弦钢桁架进行了优化分析 ,并对结构方案进行了比较。在此基础上 ,通过大量计算进一步讨论了这种结构的整体刚度条件、外荷载与钢索预拉力、所需钢索截面面积及总用钢量等因素间的内在关系 (由一组曲线表示 ) ,为拉索式预应力钢桁架结构方案的选取和设计提供了一种新的途径     

基于BIM技术的弧形空间桁架设计与施工

针对某便民中心报告厅面光桥弧形空间钢桁架的二次设计及施工实际,建立了空间结构模型进行钢桁架内力与变形有限元分析,并在原屋面钢结构梁相应位置设置竖向拉杆支撑,有效减小了面光桥构件截面与结构整体变形;再利用BIM技术,从二次建模与现场实际定位入手,检查面光桥空间桁架端部位置与原设计结构柱、洞口关系;然后利用装饰施工用的扣件式钢管满堂脚手架加固后作为钢桁架空中散拼连接平台,进行空中分段焊接、分段提升直至设计高度,最终与竖向拉杆支撑、面光桥两端混凝土结构固定,完成施工。     

杭州国际博览中心物业塔楼施工模拟计算分析

杭州国际博览中心物业塔楼为钢-混凝土混合结构,施工过程中存在明显的结构竖向变形累积问题。运用MIDAS软件对结构进行了阶段施工仿真分析,根据结构的设计要求定义各施工阶段的材料参数、几何参数、荷载边界条件等,考虑施工过程中混凝土的徐变收缩效应,研究了在竖向荷载作用下结构体系的竖向变形。分析结果表明,整体模型与施工阶段模型的分析结果存在较大差异,在施工过程中应考虑混凝土的时变特性和阶段施工对结构的影响;钢-混凝土组合柱与核心筒剪力墙均存在着较大的竖向变形差;桁架部分底层柱在不同施工阶段下的荷载作用响应变化明显;桁架部分南端柱与北端柱间的竖向位移差较大,施工过程中该部分桁架的安装应该受到重视。     

错列钢桁架结构考虑填充墙影响的设计要点

对错列钢桁架结构在地震力组合荷载作用下进行了是否考虑填充墙刚度影响的有限元对比分析,得出由于错列钢桁架结构比较其他结构形式的杆件截面较小,填充墙刚度对结构及杆件受力性能的影响比较明显,并给出了考虑填充墙影响的周期调整系数及在错列钢桁架结构设计中考虑填充墙影响需要加强的有关杆件的建议,以指导实践。     

圆钢管拱桁架屋盖结构静力性能有限元分析

通过考虑十种不同的荷载工况组合,对某体育馆的圆钢管拱桁架屋盖结构进行了承载力分析,从而得到了结构杆件的内力分布、支座反力,并考虑两种不同的位移荷载工况,以了解结构的整体变形情况,分析结果表明,该拱桁架结构的强度及变形能满足要求,可为结构选型、构件截面设计提供参考。     

钢管桁架屋盖结构静动力性能的有限元分析

武汉市某体育馆上部采用圆钢管拱桁架屋盖结构,由两榀方钢管立体桁架支承.通过考虑10种不同的荷载工况组合,得出拱桁架上、下弦杆的轴力随跨度的变化情况.为探讨边界条件对拱桁架结构极限承载力的影响,选取四种不同的模型进行弹塑性双重非线性分析,并得到荷载-位移全过程曲线.拱桁架与立体桁架之间的连接分别按铰接和刚接处理,分析比较了屋盖整体结构的自振频率及振型,并借助ANSYS,采用振型分解反应谱法研究其抗震性能.结果表明,支承刚度对拱桁架的极限承载力影响显著,屋盖整体结构在水平地震作用下的反应不明显.该屋盖的承载力及变形均能满足要求,且具有一定的安全储备.     

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施：在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明：在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小铜框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架一钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。     

附着式升降脚手架静力有限元分析

附着式升降脚手架为薄壁钢构件组成的框架结构,实际工程应用中受力复杂,其静力承载能力的验算是确保爬架使用安全可靠的前提。考虑两种荷载组合,使用ANSYS有限元软件对正常使用工况及提升工况下的爬架力学性能进行分析,研究其应力、变形等力学性能的演化规律。模拟结果表明:各种荷载组合及工况下爬架应力、位移均处于容许范围内;爬架提升工况下的应力、位移均大于正常工作工况;提出了相应的补强措施,可为实际工程中提高爬架使用的安全稳定性提供参考。     

节点刚域对钢桁架桥的施工控制计算影响分析

为了研究节点刚域对大跨度钢桁架桥施工过程受力影响。针对金山铁路黄浦江特大桥,运用MIDAS/Civil有限元软件分别建立了考虑节点刚域和不考虑节点刚域效应的计算分析模型,分析了其在最大悬臂工况下两种模型的变形结果,并与实测数据进行了比较分析。结果表明:考虑节点刚域和不考虑节点刚域在悬臂施工中对桁架结构的变形有很大影响。在不考虑节点刚域时结构刚度较实际刚度小,与实际测量数据相比较相差约20%;而在考虑节点刚域后的计算结果与实际相比相差基本上在5%以内,与实际结构刚度比较接近。     

装配式钢桁架筒仓施工支撑平台力学参数优化设计

为研究装配式钢桁架筒仓施工支撑平台的承载特性并优化其设计,首先使用有限元软件对带腹板连接板拼接节点单元试件的承载特性试验结果进行验证,在有限元数值模拟和试验结果相吻合的前提下,利用有限元软件建立装配式钢桁架筒仓施工支撑平台整体结构模型,研究均布荷载作用下,不同钢桁架梁高、弦杆间距、杆件截面形式和截面尺寸及节点连接形式等参数对装配式钢桁架筒仓施工支撑平台力学性能的影响,为装配式钢桁架筒仓施工支撑平台提出设计建议。结果表明:随着钢桁架梁高的增大,弦杆与斜腹杆的夹角随之增大,整体结构的抗弯刚度增大,使得整体结构的极限荷载增大,跨中挠度减小;随着弦杆间距的增大,整体结构的抗弯刚度减小,跨中挠度增大;所设计的半刚性拼接节点接近刚性连接,考虑到安装、拆卸的方便性,建议采用半刚性连接;5种截面比较下,T型截面性能最优,建议钢桁架不同部位采用不同截面形式的杆件,可实现较好的经济效益。     

上海世博中心大跨度钢桁架整体提升稳定性分析

以上海世博会世博中心整体提升的片架式钢桁架为例建立数值模型,分析钢桁架在提升阶段的受力情况.通过分析,提出在桁架上弦杆顶部增设装拆式水平桁架,以增加受压杆件在平面外的惯性矩的方法.对不同跨度比的桁架进行分析,提出跨度比应大于0.75,此时桁架平面外变形绝对值很小,且侧向变形趋于平缓.研究成果表明:采取适宜跨度比的装拆式临时水平桁架,对截面高而窄的片架式钢桁架,在整体提升开始阶段能够保证结构的稳定性,防止发生平面外挠曲.     

低周反复荷载作用下交错桁架体系的抗震性能试验和数值分析

对一个8层钢桁架系统的1∶8缩尺模型在低周反复荷载作用下的性能进行试验研究。试验中,对滞回曲线、骨架曲线和其他相关的变形进行了检测。同时对系统抗震性能,如屈服荷载、变形、延性、耗能、强度和刚度退化等进行了分析。然而,由于钢桁架体系参数的多样性和试验模型的某些特性,本次试验研究并不十分全面。因此,采用AN-SYS软件对模型进行了有限元分析。该有限元模型中考虑了材料和几何非线性,并通过与试验结果对比,证实了其有效性。随后,运用该有限元模型研究了结构参数,如结构高度、高宽比、桁架类型、底层桁架的布置、桁架跨高比和腹板的开口长度的变化,以及它们对于体系抗震性能的影响。基于试验及有限元分析结果,对桁架体系的抗震设计提出了一些建议。     

K型间隙方钢管桁架静力工作性能的有限元分析

为了研究直接焊接K型间隙方钢管平面桁架静力工作性能,对4榀直接焊接K型间隙方钢管桁架进行了非线性有限元分析。采用有限元分析软件ANSYS程序中的4节点板壳单元对桁架进行弹塑性、大挠度有限元分析;不仅跟踪了桁架荷载-位移曲线的全过程,而且分析了桁架节点部分的变形和塑性发展情况;建立了铰接桁架模型、刚接桁架模型、壳单元桁架模型及考虑焊缝的壳单元桁架模型4个桁架模型;比较了设计荷载作用下4个不同桁架模型的腹杆和弦杆的轴向力,以及标准荷载作用下这4个不同桁架模型的整体刚度。     

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔真型试验及螺栓连接滑移影响分析

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔作为目前电网系统中最为复杂的结构之一,若采用传统的桁架模型或梁杆模型进行结构分析,其结果和试验值差异较大.已知螺栓连接滑移会影响结构的刚度分布和承载力,因此考虑螺栓连接滑移对特高压直流重冰区输电铁塔内力性能的影响是十分必要的.以乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程中重冰区铁塔为对象,引入非线性弹簧单元,首次建立了该类铁塔的螺栓连接滑移有限元模型,结合铁塔足尺试验结果,进行了多种荷载工况作用下的变形和内力综合分析.结果 表明,螺栓连接滑移模型计算结果与试验结果比较吻合,建议针对变形较大的荷载工况如扭转荷载,采用二阶效应弹性分析或者直接分析法进行结构分析,并通过提高整体或局部刚度等构造措施来减小螺栓连接滑移引起的大变形.     

超高层建筑施工整体钢平台体系风振响应分析

超高层建筑施工钢平台是一种典型的风致敏感结构,本文以某超高层建筑核心筒施工平台为研究对象,以施工过程中使用的整体钢平台体系为原型,建立其有限元模型并进行动力了动力特性分析,采用线性滤波法模拟风荷载,计算其外挂脚手架在风荷载作用下的响应,结果表明:此钢平台受扭刚度较小,外挂脚手架在风荷载作用下部分横杆挠度偏大。分析结果可以为超高层建筑施工钢平台的抗风设计提供参考。     

中国华电大厦角部悬挑转换结构的分析与设计

中国华电大厦的西南角、东南角、东北角均为悬臂深梁+钢桁架的转换结构,承托上部10多层的荷载。转换结构的存在使转换层的层间刚度和楼层抗剪承载力加大,设计中采取措施使主体结构层间刚度比和层间受剪承载能力比均满足了规范的相应指标。对弹性阶段悬挑转换结构的不同部分(混凝土深梁、钢桁架)分担内力、悬挑结构的竖向变形进行分析,采用弹塑性时程分析研究悬挑转换结构大震下的性能,对内置钢桁架的混凝土深梁进行有限元分析。最后对西北角的设置斜拉索的悬挑结构在多种工况下的舒适度进行分析。