奥运羽毛球馆张弦穹顶基于整体稳定的优化设计

以2008年奥运会羽毛球比赛馆张弦穹顶结构为例,对张弦穹顶和单层网壳进行了内力、节点位移、特征值屈曲和非线性屈曲的荷载位移平衡路径的跟踪分析,阐述了张弦穹顶结构的优越性。对联方型、肋环型、肋环斜杆型张弦穹顶的分析比较表明,联方型网格经济合理,更适用于张弦穹顶结构。分析了网格密度、矢跨比、撑杆长度、初始缺陷、钢索预应力等设计参数的影响,得到了具有工程实用意义的结论。分别以网壳杆件内力和节点位移为目标函数编制了优化程序,研究了钢索合理预应力度的确定方法。

简讯

双轴对称张弦穹顶结构的优化设计

传统的优化设计仅以最低造价为目标函数,没有考虑结构的受力性能指标。在对穹顶结构的最低造价目标函数进行修正的同时,综合考虑施工、杆件的制作加工等的要求,提出了操作性较强的改进满应力优化法,该法在整个优化过程中能使上述两个目标函数保持高度的统一。采用文中提出的优化方法对武汉体育中心体育馆大跨度张弦穹顶结构进行了优化设计,取得了比较好的经济效益和结构性能。文中的方法对同类大跨度张弦穹顶结构的设计有较好的参考价值。

苏州国际博览中心标准展厅地震反应分析

详细分析了苏州国际博览中心标准展厅结构在地震作用下的反应,对在两个主轴方向抗侧刚度相差较大的结构在地震作用下的反应及与扭转效应的关系进行了分析,指出使结构主振周期避开场地特征周期是减小结构地震反应的有效途径,两个主轴方向抗侧刚度有一定差别有利于在经济的前提下减小扭转效应。

单层柱面网壳结构常遇三维地震作用下的地震响应分析

地震内力系数法是一种适用于空间网格结构的简洁有效的抗震设计方法,但应用于单层网壳结构时需要改进。根据单层网壳结构的受力特点,考虑弯矩影响,修正了传统地震内力系数的定义,并选取大量单层柱面网壳算例进行了常遇三维地震作用下的时程分析,观察其杆件地震内力系数取值随矢宽比、长宽比、杆件截面等参数的变化规律,发现在文中研究范围内,单层柱面网壳结构地震内力系数取值随长宽比增大有逐渐增大的趋势,随矢宽比的增大有逐渐减小的趋势。在大量统计分析的基础上,归纳出可供实际工程设计参考的地震内力系数建议取值。

索承网壳结构截面和预应力的优化设计研究

探讨了以预应力和截面尺寸为设计变量的索承网壳结构截面面积与索力同时优化的设计问题。建立了该结构优化设计的数学模型,采用分层优化算法进行求解。第一层以预应力为设计变量,采用基于连续变量的复形法求解;第二层以截面面积为设计变量,采用改进的离散变量两级优化方法求解。算例表明,方法具有较好的计算效率和收敛性,可供索拱结构、张弦梁结构等空间杂交索结构体系的优化设计借鉴。

索拱吊挂轻型组合楼盖结构的静动力性能及张拉控制

采用有限元分析软件ANSYS对一种新型索拱吊挂轻型组合楼盖结构体系进行了静动力分析,并采用现场实测与计算机仿真分析相结合的方法对索拱吊挂楼盖的新型工艺进行了分析。结果表明,结构体系的基频较高,模态不密集;撑杆与拱型桁架梁连接处截面是索拱主要的控制截面;施工顺序影响整体结构的受力状态;张拉预应力索可以减小拱梁在使用阶段的单元应力,但在施工阶段,张拉预应力索却增加了拱梁的压应力,对结构产生了不利影响。

预应力索拱体系在包头一机展览馆中的应用

通过预应力索拱体系在包头一机展览馆中的应用,对索中预应力值的确定、索张拉方式的选择以及索节点的处理作了一定的探讨;同时比较了预应力索拱体系和拱-柱体系的特点。分析结果表明,索拱体系的采用使得工程的用钢量大大减少。由于工程设计与施工紧密结合,使设计合理,施工也大大简化。

江宁体育场桅杆斜拉索高空施工平台设计与施工

以南京江宁体育场工程为背景,根据屋盖桅杆斜拉索特点及其安装方法进行了施工平台设计方案的选型,综合考虑施工现场状况、机械设备起重能力、受荷特点及施工平台结构的安全性与经济性等因素,对四种方案进行了对比评析,最终确定在桅杆顶近75m高的锚箱处搭设高空斜撑式型钢悬挑施工平台。施工平台主要承受移动集中荷载作用,内力计算采用了影响线分析方法,得出内力包络图用于杆件截面设计,确保了设计的可靠性。实践证明该方案可行。

碳纤维斜拉索的静力参数特性分析

对CFRP斜拉索的静力参数特性如切线刚度、竖向分力、垂度等进行了计算,并与传统的钢绞线斜拉索的计算结果进行了对比分析。计算结果表明:由于CFRP索的弹性模量和单位长度重量低于传统的钢索,其等效刚度系数小于钢拉索,索的竖向分力等效系数在工程应力范围内接近1,垂度效应明显小于钢拉索。

圆管T形相贯刚接节点在结构中的应用与设计

某体育馆是由网架结构和落地提篮形桁架组成的杂交结构,圆管相交采用T形相贯刚接节点。介绍了工程结构的设计、分析过程。利用半经验半理论公式,介绍了圆管结构T形相贯刚接节点的计算方法和节点柔性对整个结构体系分析的影响。分析结果表明,在一定几何条件下,T形相贯节点可以看作刚接节点,但应考虑一定的节点柔性对整体结构变形的影响。

超高层建筑整体钢平台模板体系动力特性区间分析

超高层建筑模板体系受动荷载影响较大,对模板体系的动力特性进行分析有利于保证其使用安全。通过建立整体钢平台模板体系和建筑结构共同工作的分析模型,考虑建筑结构刚度的不确定性,以矩阵摄动理论为基础,采用改进的区间分析法求解整个体系的频率和振型,相关结果可以指导模板体系的设计。

输电铁塔斜材振动原因分析

对实际工程应用中的某单回路输电铁塔斜材的振动原因进行了分析,通过建立有限元分析模型并进行动力特性分析,指出横隔面以及塔腿斜平面的布材不合理是导致铁塔斜材振动的主要原因,通过施加初始激励证实了主材扭转对斜材振动也有一定影响,由此提出了曲臂、横隔面以及塔腿斜平面改进后的合理布材形式,以供实际工程设计参考。

钢骨高强混凝土柱的受力性能研究

通过12根钢骨高强混凝土柱的承载力试验,分析了长细比、轴压比、配箍率及钢骨形式对柱受力性能的影响,发现钢骨高强混凝土柱的受力性能除对轴压力系数、长细比敏感外,钢骨形式也是一个重要的影响因素,对于钢骨形式不同的钢骨高强混凝土柱,可适当调整其轴压力系数限值。还从理论上分析了试件的稳定承载力和轴压力系数,结论与试验结果吻合较好,所得结果可用于指导工程实践。

C类膜(PVC/PES)熔接缝合节点性能试验研究

对三种C类进口膜材的熔接缝合节点性能进行了试验,主要考虑了熔接缝合宽度、不同膜材、温度历程、湿度(水浸)过程对膜缝合强度的影响,给出了详细的试验数据分析过程,同时介绍了试件制作、试验方案、试验过程,为实际工程设计应用和技术规程提供指导和依据。

考虑支承方式和底部高度对点支式幕墙支撑结构风振系数的修正

对点支式玻璃幕墙两端固支支撑结构和不落地支撑结构的风振系数取值问题进行了研究。在两端简支模型风振系数计算表格的基础上,加以支承方式修正和底部高度修正,由此得到适用范围更为广泛的幕墙支撑结构风振系数计算公式。数值仿真算例验证了该方法的有效性。

北大体育馆屋盖结构风荷载分布特性的试验研究

风荷载是控制大跨度钢屋盖结构设计的主要荷载之一。结合北京大学体育馆屋盖结构的风洞模拟试验,以屋盖上的平均风荷载和脉动风荷载为研究对象,对屋盖上的风荷载分布特性进行了详尽的分析。结果认为:整个屋盖所受风荷载主要以负压为主,屋盖悬挑部分在迎风时产生“上吸下顶”的叠加作用,其他风向为“上吸下吸”的抵消作用;屋盖角部的风荷载一般也很大,在结构设计时应采取必要的构造措施;脉动风荷载对于总的设计风荷载来说不能忽略,准定常理论不适合用来计算大跨度屋盖的风振响应。