大跨度悬挑钢结构施工模拟分析

某银行金融服务中心B区营业厅及会议中心主体结构为钢筋混凝土框架结构,南面为悬挑结构,最大悬挑长度为17 m ,采用大跨度空间钢桁架结构。该大跨度空间钢桁架结构质量大,在结构吊装过程中,结构受力状态经历突变,节点应力及变形状态复杂。为保证结构安全,文章运用Sap2000软件对该悬挑结构进行施工模拟分析,分析其内力及变形变化规律,为结构安装过程及其变形监测提供理论依据。     

空间管桁架钢结构体育馆吊装施工方案对比分析

空间管桁架钢结构施工过程中的事故时有发生，对其进行施工模拟分析有十分重要的工程意义.基于某大跨度空间管桁架钢结构体育馆项目，采用有限元软件Midas/Gen对其拟采用的3种不同施工方案进行了模拟分析，研究其在考虑“路效”和“时效”下不同吊装方案对主体钢结构受力、变形及支撑结构最大支反力的影响；同时，对考虑路径、时间效应所得模型与采用一次性加载法所得模型的计算结果进行了比较.结果表明：不同施工方案对结构构件的应力、变形影响显著；通过对比，可以得到主体钢构件最大应力、最大位移的发展趋势及最优施工方案；考虑路径效应的数值计算方法与一次性加载法得到的计算结果有所不同，前者更贴近结构实际施工状态.通过有限元法能有效提高工程项目施工过程的安全性，给实际施工提供理论依据，并为此类大跨度空间管桁架钢结构合理施工提供技术参考.     

某体育馆多层双向不对称大悬挑钢桁架施工技术

针对某体育馆双向不对称大悬挑钢桁架的施工技术进行了探索和实践,分析了该结构施工的技术难点,主要包括悬挑跨度大、结构高度高、卸载要求严、工期要求紧.通过技术难点分析,从支撑系统设计、钢桁架吊装、应力变形监测等几方面进行了重点介绍:支撑系统采用组合式格构钢支承柱和热轧H型钢以提供临时拼装平台;制定合理的吊装顺序以保证结构安全和稳定性;卸载过程采用手动螺旋千斤顶,按分步骤多次循环、微量下降的原则进行;对整个施工过程中主要构件进行监测,以保证施工过程的安全可靠.通过对该施工技术的系统分析,得出该施工技术应用于类似结构的可行性.     

超大跨度悬挑混凝土框桁架杂交结构静动力分析

遵义市规划展览馆中心悬挑部分22 m墙面采用超大跨度悬挑混凝土桁架结构,使得结构体系悬挑部分超大跨度悬挑混凝土桁架在静力及地震作用下的受力性能成为结构体系安全控制的关键因素。本文首先对主体结构进行静力分析,进行了基于变形性能及受力性能的优化选型,研究了桁架的腹杆布置形式对超大悬挑混凝土框桁架结构体系静力特性影响,随后又通过模态分析得出结构自振特性。分析表明,按选定性能目标优化得到的结构体系经济合理,实现了超大跨度悬挑混凝土框桁架杂交结构在静力及动力作用下性能安全的设计目标。     

大跨度混凝土悬挑空腹桁架结构地震响应研究

以某市规划展览馆工程为背景,对混凝土大跨度悬挑空腹桁架结构的地震响应进行详细分析研究。用有限元软件ANSYS和MIDAS,建立了包含框架柱、桁架、楼盖梁板的整体结构的空间力学模型,并对该模型作详细的反应谱分析和弹性时程分析。研究表明:结构X向、Y向布置未出现薄弱部位,双向地震作用耦合性不明显,结构的水平抗震性能良好;悬挑桁架竖向抗震能力较弱,且双向水平地震作用对悬挑端竖向位移的耦合性明显;悬挑桁架根部杆件的内力响应最大,为桁架抗震能力薄弱部位,地震影响不明显;悬挑桁架中部、端部杆件的地震影响显著,内力响应较小;进行抗震分析时,做双向水平地震、三维地震作用分析有其必要性。     

大悬挑预应力空间结构对多点地震波输入的反应——以贵阳奥体中心体育场为例

选取合理的地震动输入模型,通过参数分析研究贵阳奥体中心体育场大悬挑预应力空间结构在多点输入的地震作用下的反应,比较非一致输入与一致输入下结构响应的差异.分析看出:(1)横向位移和竖向位移远大于纵向位移.位移主要还是由悬挑部分的竖向位移控制.(2)考虑行波效应后结构的地震反应增加.因此在大悬挑预应力空间结构分析中,行波效...     

索塔结构预应力索张拉施工研究

河南中牟·国家农业公园门景标志——领头雁工程采用索塔连接结构,造型新颖复杂,施工难度大。该工程主体结构主要由主塔、拉索和悬挑管桁架构成,其中拉索连接主塔和悬挑管桁架,是一种刚柔组合体系。为了降低结构的内力和挠度,保证结构跨度满足要求,对拉索施加了预应力,因此,拉索的张拉是工程的重点与难点。文章结合工程实际情况,详细介绍了拉索张拉施工控制方法,为类似工程提供了参考依据。     

大跨度钢管桁架结构施工顺序优选分析

以兰州大学体育馆实际工程为背景,采用有限元软件Midas Gen对大跨度钢管桁架结构施工过程进行分析.通过对吊装过程中钢管桁架各杆的轴力和应力进行验算,验证吊装过程的安全性.首先提出从左至右、从中间至两边和从两边至中间的3种吊装施工顺序,然后针对这3种安装顺序,分别对6～17轴施工阶段结构挠度和结构应力进行分析,最后对3种安装顺序对主桁架造成的位移和应力影响进行对比.结果表明,采用从两边至中间的施工方法可以有效抵消由桁架自重引起的几何积累效应,同时配合主桁架预起拱技术,使得整个桁架结构安装达到最佳状态.     

考虑节点柔度的空心圆钢管桁架的简化分析模型

焊接圆钢管桁架在节点部位存在明显的局部柔度现象,在进行有限元分析时要精确模拟这种节点局部柔度就需要采用3D实体或壳单元模拟整个管桁架结构,这导致有限元分析的计算量大、效率低,不利于在工程设计中采用。为了简化计算过程,通常使用常规梁单元模拟钢管构件,并将管节点部位模拟成刚接形式。这种简化方法虽然提高了计算效率,但是却无法模拟出节点局部柔度导致的变形。为了解决这个问题,在常规梁单元模型基础上,在节点部位引入一个虚拟梁单元(Fictitious Beam Element,FBE)模拟节点的局部变形。虚拟梁单元的刚度可通过以往对管节点柔度研究所提出的参数公式进行等效。为了验证这种简化模型的准确性,对由T型管节点和Y型管节点组成的管桁架进行参数分析,共计算了12个管桁架模型,对这些管桁架模型分别采用3D有限元模型、常规刚接梁单元模型以及所提出的虚拟梁单元模型进行分析。研究结果表明:常规刚接梁单元模型会过低估计管桁架的变形,而采用虚拟梁单元模型则可以高精度地计算出管桁架的变形。     

广州会展中心屋顶张弦桁架几何变形监测

广州会展中心屋顶采用的大跨度预应力张弦桁架是一种新型结构．为了解该张弦桁架在不同施工阶段的实际变形情况,在现场利用现代大地测量仪器和技术对张弦桁架进行了几何变形监测,得到了张弦桁架在不同施工阶段的变形特性和参数．结果表明,张弦桁架的位移主要表现在Z方向,桁架中间位置的观测点变形量最大,在张拉阶段张弦桁架变形的实测值大于理论计算值．     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS，通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力，提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响，施工控制难度大，本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算，提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法，通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究，定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响，以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标，成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

大跨度石穹顶空间结构受力行为数值模拟

大跨度石穹顶空间结构受力行为分析比较复杂,结构整体受力行为分析具有较大难度．结合工程实例,基于ANSYS程序对大跨度石穹顶空间结构进行数值模拟分析．结合结构实际受力情况及闽南地区石砌体施工工艺特点,确定结构荷载取值和材料强度取值．采用ANSYS程序中的Solid 65单元和DP材料模型,并以“自上而下”和布尔操作的建模方法。建立石穹顶空间结构在施工阶段、整体成型阶段和最不利状态三维有限元分析模型．根据石穹顶空间结构在3个主要受力阶段的数值分析结果,全面研究石穹顶空间结构在各阶段的变形和应力分布等受力行为;据此分析结果,进一步对原设计方案提出相关设计和施工建议．该工程实例中石穹顶空间结构满足强度和变形要求．基于ANSYS程序的石穹顶空间结构数值模拟技术可行．     

大跨度大悬挑桁架结构设置阻尼器的抗震性能分析

桁架结构因其具有合理的受力特点、优越的经济性以及优美的外观,在现代体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站等建筑中得到广泛的运用。然而在遭遇地震后,桁架结构经常会产生无法修复的变形、直接破坏或结构整体局部倒塌,究竟原因是结构构件吸收了大量的地震能量,导致结构构件进入弹塑性状态以及出现屈服甚至破坏。这种状况对于大跨度大悬挑桁架结构特别明显,即悬挑端在罕遇地震作用下的变形非常大或悬挑端出现局部倒塌。该文以某大型车站结构为例,对该结构的模型进行了静力和多遇地震作用下的分析,而且又做了在罕遇地震作用下的分析,证实了结构模型在多遇地震作用下结构内力和变形符合规范要求,但在罕遇地震作用下结构变形不满足要求,所以对该结构设置粘滞阻尼器,吸收地震能量,减小在地震作用下的变形。该文优化了该结构的阻尼器布置方案以及阻尼器参数,为此类工程的设计提供了参考。     

大跨屋盖钢桁架应力变形监测与分析

以某工程实例为背景,对施工过程中屋盖钢桁架的应力和变形进行监测,并采用数值模拟的方法对结构在不同工况下的应力和变形特征进行分析,给出应力与变形的最不利点,为现场监测提供理论支撑。分析结果表明:屋盖钢桁架在不同工况下的最大竖向位移为33.63 mm,满足工程限值1/300的要求;施工过程中的结构最大应力为33.36 MPa,尚处于弹性阶段。对施工过程中结构的应力和变形进行持续性监测,及时发现危险因素,与分析结果进行对比,分析计算值与实测值存在差异的原因。采用现场监测和模拟分析相结合的方法能够较为准确的对结构安全稳定性进行评估,并为后续施工和后期监测方案的调整提供依据。     

偏心腹杆对交错桁架体系抗震性能影响

为研究偏心腹杆对交错桁架结构体系的抗震性能的影响,将数量不同的內填偏心腹杆桁架代替原结构的混合桁架建立3个计算模型,采用有限元分析软件ANSYS对3个偏心腹杆桁架结构和原桁架结构进行模态和时程分析.对比结果表明:偏心腹杆增加了结构的耗能能力,同时有效地增加了交错桁架结构的横向刚度,减小了结构顶点横向的水平位移;随着偏心腹杆数量的增多,结构横向水平位移的减小越明显.     

地震作用下大悬挑网架结构阻尼耗能的非线性研究

通过有限元软件SAP2000对设置粘滞阻尼器的大悬挑网架模型进行快速非线性分析(FNA法),从结构的杆件内力、竖向变形和动力特性方面对附加粘滞阻尼器的网架结构进行消能减震研究,从而得出设置粘滞阻尼器的网架耗能减震体系的有效性,期望这些结论和建议能够为大跨空间结构的耗能减震设计提供有益的参考。     

高层悬挂结构卸载分析与监测

高层悬挂结构因其悬挑跨度大、施工难度高,在采用顺向施工方法时需在悬挂结构下方设置临时支撑,待其与主体结构形成整体后再拆除临时支撑.临时支撑卸载过程较为关键,在此过程中结构受力体系会发生重大转换.为验证卸载技术的可靠性确保结构安全,以珠海仁恒滨海中心复杂高层悬挂结构为例,分别采用位移控制和支撑反力控制两种方法对其卸载过程进行了分析,并在卸载实施过程中选取关键构件的应力及关键点的竖向变形进行了跟踪监测.卸载分析与实测数据对比表明:以位移控制卸载和以支撑反力控制卸载对于刚度较大的本悬挂结构而言结果较为接近,且与实测结果总体相符;卸载完成后结构整体受力体系形成且趋于稳定.在此基础上,对悬挂结构卸载敏感性进行研究,通过对最不利支撑反力及支撑点变形进行分析,发现卸载过程中某一支撑点失效会导致其相邻支撑点反力、上部桁架的竖向变形及杆件应力发生较大变化,因此卸载过程中应采取有效措施以避免该类意外问题发生.     

大跨度管桁架结构施工相关问题的研究

大跨度管桁架结构的施工问题是工程建设中的重点和难点,在施工的过程中有许多地方需要格外注意,这就对施工的要求以及质量监控提出了一定的要求。近几年,大跨度管桁架结构在一些重大工程中应用的次数越来越多,大跨度管桁架结构施工的相关问题也逐渐受到人们的关注。本文主要是对大跨度管桁架结构施工的相关问题进行分析研究。     

大开洞梁的静力分析及施工模拟

利用SAP2000软件对一大开洞梁进行了静力分析及施工模拟,发现其表现出空腹桁架结构的一些受力特点。梁上柱的剪力跟它在梁上的位置有关,呈现出中间小两边大的趋势。另外比较了2种施工模拟加载次序对空腹桁架结构的受力影响。发现将平屋面和坡屋面定义成一次施工阶段时,结构的桁架作用更加明显,整体竖向位移更小。     

地铁车站小直径管幕工法开挖变形规律

沈阳地铁市府大路站是采用小直径管幕工法施工的地铁暗挖车站.通过有限差分软件FLAC^3D建立车站结构-地层三维模型,分析总结了小直径管幕工法动态开挖过程引起的地层及主体结构的位移变形规律.结果表明:小直径管幕工法开挖过程引起的地表沉降具有明显的阶段性,沉降槽形态在群洞效应和管幕预支护作用的影响下变化频繁,横导洞间土体开挖阶段引起的地表沉降占到了最终沉降的50.54%,该阶段是地表沉降控制的关键阶段;管幕-梁-桩-柱施工完成后,主体结构变形表现出良好的协同作用,横梁竖向变形表现为车站两端小中间大,边桩及中柱的水平位移在负二层施工期间增长显著,占到了水平位移最大值的47.1%和55.8%,该阶段是控制主体结构变形的关键阶段.