东方艺术中心点支式玻璃幕墙钢架-支撑-索网结构支承体系研究

东方艺术中心幕墙具有大跨、超长及弧形等特点,为了克服传统支承结构构件多杂的缺点,本文提出钢架-支撑-索网结构支承体系。其中椭圆杆立柱与圆杆横梁铰接(边部刚接)形成钢架,钢架背后通过一系列有规律布置的支撑系统来减少立柱的断面及增加支承体系的刚度,钢架与玻璃之间设置预应力索网以增加支承体系的整体稳定性。刚架下部通过铰节点支承于底部混凝土支座,上部通过水平链杆与长悬臂屋架上弦杆相连以消除屋架位移对结构的影响,并通过设置于支座及水平链杆上的碟形弹簧来减小温度应力的影响。本文首先对该设计理念的形成作了阐述,其次运用ANSYS程序对结构在恒、风、温度及地震等荷载作用下进行了静力、动力分析及线性和非线性的整体稳定分析,最后对该结构中主要节点的处理等方面作了介绍。     

世博轴索膜结构风振响应数值模拟

将风速时程作为数值风洞的入口边界条件,采用非稳态计算方法,获得了世博轴索膜结构的表面风压时程。将该风压时程的统计平均值与采用稳态计算得到的平均风压做比较,验证了前者的准确性。分析结果表明：利用数值风洞非稳态计算获得的阵风系数将比现行《建筑结构荷载规范》中的数据更能反映脉动风的空间分布特性;由于风速模拟和数值风洞分别考虑了风荷载时间和空间的相关性,动力时程分析又包含了结构高阶振型的影响,将非稳态计算得到的风荷载时程直接加载到有限元模型上进行动力时程分析,与采用风振系数的等效静力风荷载方法相比,能较好地反映结构的实际风振情况。     

自由曲面单层网格的智能布局设计研究

单层网格结构的网格划分标准不同于有限元网格的划分,它更侧重于以定性要求为标准的网格质量评价。为满足自由曲面单层网格杆件长度尽量一致、分布尽量均匀、过渡尽量流畅的要求,以自由曲面优化找形为前提,基于网格形状和单元长度的网格质量衡量标准,编制智能化网格设计程序。在整个布局设计过程中,首先通过拓扑不变的原则将空间问题转化为平面问题。其次,利用空间映射原理将在平面参考域上布置好的网格映射回三维空间曲面。最后,通过对初始拓扑网格进行智能化的修正和优化,保证所有杆件长度一致、网格布置美观的效果。通过在上海世博轴阳光谷工程中的实际应用证明,该方法操作简单,效果理想。且若采用不同拓扑关系布置的网格可以生成同样要求的最终杆件布置效果,供建筑师设计选用。     

钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析

对钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的几个问题做了一些探讨，进一步完善了剪力墙非线性有限元分析方法，为人们认识及分析钢筋混凝土剪力墙提供了工具。     

常熟市展览中心结构设计

介绍了常熟市展览中心结构设计的全过程，在结构选型、方案比选、结构分析、钢屋盖设计研究、荷载研究、钢桁架制作、支座设计等方面进行了阐述，供今后相似工程设计时参考。     

东方艺术中心钢结构屋架的抗震设计研究

东方艺术中心钢结构屋架具有大跨、长悬臂及异形等特点,提出采用空间钢结构桁架的屋架形式,并且设置200mm的抗震缝将整个屋盖分割成五个区域。通过设置水平支撑及采用多种类型的抗震支座来解决抗震设计中出现的问题。常规设计仅对钢屋架单独模型进行抗震分析。本文通过对三种模型(钢屋架单独模型,考虑混凝土筒体、顶部环板及钢屋架在内五个区域各自的单独整体模型及将五个区域一并考虑的整体模型)的抗震分析发现:(1)在7度抗震设计区,当荷载作用较大、采用固定及滑动支座的大跨或长悬臂桁架结构应进行竖向、水平地震的抗震验算。(2)空间钢结构桁架周期相当密集。在做动力分析时需要考虑更多的振型数以满足精度的要求。(3)由于钢屋架支承于高处,混凝土筒体的存在对屋架内力的影响不能忽略,因此,设计中采用单独整体模型更为合理。(4)单独整体模型的计算结果与整体模型相比偏安全。     

装配式钢筋混凝土加装电梯结构设计

提出可广泛适用于既有住宅加装电梯工程的装配式钢筋混凝土加装电梯结构,既适用于半层入户形式的装配式钢筋混凝土剪力墙-悬挑梁结构,又适用于平层入户的装配式钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构。具体介绍了此结构的标准化预制形式及安装方式。通过对结构模型整体指标分析、底层坐浆拼接处正截面性能化设计、剪力墙水平坐浆缝抗剪强度验算等,详细论述了结构的刚度及承载能力,并指出结构应用的关键技术点,提出标准设计流程。     

变幅重复荷载下钢筋混凝土梁斜截面腹筋应力研究

本文在试验的基础上，研究了钢筋混凝土梁在变幅重复荷载下斜截面的疲劳性能，得出了在变幅重复荷载下，砼承担剪力的计算公式，并进一步推导出了弯筋和箍筋应力变程的计算公式，同时，对弯筋和箍筋的残余应力进行了分析。     

基于嵌入空间变形体法的流固耦合网格更新

为解决在传统基于松耦合技术的流固耦合计算中由于单元类型和数量的不同,网格变形不协调、计算收敛困难以及计算误差大等问题,在进行流固耦合网格更新计算中引入了计算机图形学中基于自由变形（FFD）原理的嵌入空间变形体方法,通过将少量结构节点作为控制点来完成大量流体网格的高阶连续变形功能.计算中考虑了湍流来流边界条件的影响,与采用分区插值方法的计算结果进行了比较,并对流固耦合中的气动阻尼特性进行了分析.验证算例表明：该方法实现了高层建筑的任意复杂连续侧弯及扭转变形,且不受建筑外形复杂程度的影响|计算收敛性和精度更高,数值计算结果与风洞试验的结果吻合更好.     

某复杂钢结构网架设计方法研究

某复杂钢结构网架在建筑上造型独特,结构上存在许多大跨度、大悬挑部分,杆件受力情况复杂;结构受风面积大、阻尼比小,自振周期又与自然风的卓越周期非常接近,属于风敏感结构.从结构找形、数值风洞和结构整体有限元分析3个方面介绍该工程的钢结构网架设计,总结该类结构的设计要点:利用反向重力荷载找形技术保证网架杆件受力的合理;在方案阶段通过数值风洞仿真计算获得建筑物表面的风荷载数据,提高有限元计算的可信度;利用通用有限元软件ANSYS对结构进行静力分析、温度分析及动力分析.为方案评定和进一步深化设计提供参考.