北京南站是大型现代化客运火车站,首次实现了桥梁结构和建筑结构的统一,即为“房桥合一”的结构体系。结合建筑特点对屋面与楼面结构体系进行优选:屋盖平面呈椭圆形,受力体系采用由两边跨的钢管桁架与中间跨的实腹式箱梁相结合的形式,站厅层采用框架结构。应用通用有限元软件进行整体结构分析,并着重介绍该工程的体系特点、中央屋盖钢结构形式方案优选、列车移动荷载激振下的振动分析。
广东科学中心A、B区上部大跨钢屋盖为体型复杂的曲面空间网格结构,曲面高差达41m;中庭透明屋盖上部设有六片宽达9m的巨型遮阳板,风载及风振较大。本工程通过风洞试验及风振分析解决了抗风问题。此外,为了满足建筑效果及支撑遮阳板的需要,采用了竖腹杆贯通的新型圆钢筒节点,并对该型节点进行了节点试验和分析;为了抗风需要,支撑网壳的抗拔支座及混凝土柱采用了预应力技术。本文介绍了该复杂空间网壳结构的造型、布置、节点设计和结构分析。
上海中心大厦高632m,采用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系,为钢-混凝土混合结构。简要介绍了该结构工程的建筑设计、结构体系特点以及结构整体设计指标,并对计算结果进行分析。针对结构分析中若干关键问题的分析结果:结合规范与建筑功能布局,合理确定了结构活荷载取值;对结构进行了详细的风致响应研究,将风洞试验结果与荷载规范结果进行比较,并探讨了两者之间的差异;对结构进行了详细的地震作用反应分析,确定了性能化目标和地震动反应谱,得到了结构的抗震可靠度;对巨型柱承载力以及延性进行了详细研究,分析了巨型柱钢骨选型的影响因素;对结构用钢量进行了合理优化,并采取了具体的优化措施,可节省钢材12000 t;罕遇地震作用下弹塑性时程分析表明,结构能够满足抗震性能化目标,具有较好的延性。
随着我国经济的飞速发展,高层建筑在城市建设中发展迅速,建筑业对建筑外型及平面要求越来越高,钢结构体系的多样化是现代高层建筑的重要特点,建筑平、立面日益复杂,而工程上又要求设计更快、更合理、更安全、准确,这就需要我们的设计软件日趋完善,同时也要求设计人员详尽地了解软件,最大限度地发挥出软件的功能。目前,国内在高层钢结构设计中,工程中应用较多的高层钢结构分析软件主要有两类: 一类是利用薄壁杆件理论的三维杆系钢结构有限元分析软件,目前工程中常用的TAT、TBSA属于这一类;第二类是利用壳元理论的三维组合钢结构有限分析软件,SATWE软件属于这类软件。
通过工程实例,详细探讨了一般轻钢结构厂房的结构分析、节点设计、支撑体系、刚架柱脚及檩条设计、制造、安装方法,表明轻钢结构在工业厂房中的应用有其优越性。
分别采用计算软件MIDAS/Gen和SAP2000,对呼和浩特体育场钢结构罩棚进行了结构分析,对若干结构设计与软件建模分析中的细节问题进行了探讨,得出一些有益的结论,可为此类结构的计算分析提供参考。
广东科学中心A、B区上部大跨钢屋盖为体型复杂的曲面空间网格结构,曲面高差达41m;中庭透明屋盖上部设有六片宽达9m的巨型遮阳板,风载及风振较大。本工程通过风洞试验及风振分析解决了抗风问题。此外,为了满足建筑效果及支撑遮阳板的需要,采用了竖腹杆贯通的新型圆钢筒节点,并对该型节点进行了节点试验和分析;为了抗风需要,支撑网壳的抗拔支座及混凝土柱采用了预应力技术。本文介绍了该复杂空间网壳结构的造型、布置、节点设计和结构分析。
某体育馆、游泳馆上部建筑造型平面呈椭圆形,屋面结构采用悬索张拉结构,两馆最大跨度均超过120m。建立屋盖索结构和周边支撑钢结构有限元模型进行结构非线性分析,分析结构在不同荷载分布情况下的几何非线性计算结果。将悬索结构等效成线性结构,模拟索张拉后形成的结构刚度以此作为特征值分析和反应谱分析依据。结合工程特点进行温度分析和整体稳定性分析。
本文从设计师的角度出发,阐述了钢结构设计的完整流程。