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开合屋盖结构的设计--奥运体育馆场

力学与实践 2008年第3期30卷 15-23页

作者：关富玲徐旭东杨超辉余永辉浙江大学空间结构研究中心杭州310013 中国联合工程公司杭州310022 广州市建筑设计院广州510620

开合屋盖结构是一种较新的结构形式,能在很短的时间内对可动屋面进行开合操作,使得建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用.本文介绍了几种典型的结构形式.由于屋面可以移动,使得整个结构的设计与常规建筑相差很大,十分复杂... 详细信息

开合屋盖结构是一种较新的结构形式,能在很短的时间内对可动屋面进行开合操作,使得建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用.本文介绍了几种典型的结构形式.由于屋面可以移动,使得整个结构的设计与常规建筑相差很大,十分复杂.开合屋盖结构的设计额外增加了机械系统的设计,而且机械系统又影响着建筑和结构的设计.可以说,开合屋盖结构的设计是建筑、结构、机械系统设计三者的统一.

关键词：开合屋盖结构可动屋面结构设计机械系统设计

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开合屋盖结构碰撞响应及减振分析

开合屋盖结构碰撞响应及减振分析

作者：袁泉天津大学

学位级别：硕士

开合屋盖结构是一种崭新的结构形式,其部分或全部的屋盖是可以移动的,能在很短的时间内对可动屋盖进行开合操作,使得建筑物在开启或关闭的两个状态下都可以使用。开合屋盖结构可以使建筑物同时具有室内和室外两个使用功能,已经成为现代... 详细信息

开合屋盖结构是一种崭新的结构形式,其部分或全部的屋盖是可以移动的,能在很短的时间内对可动屋盖进行开合操作,使得建筑物在开启或关闭的两个状态下都可以使用。开合屋盖结构可以使建筑物同时具有室内和室外两个使用功能,已经成为现代体育建筑的一个主要发展趋势。由于开合屋盖结构自身结构形式的特殊性,当结构沿着轨道运行时,必须对因结构碰撞而引起的冲击荷载加以特别考虑,以避免开合屋盖结构发生碰撞事故。但是由于把这些荷载准确数值化很困难,以往都采用了不同的荷载增大系数的方法予以解决,这样得到的结果并不精确。本文在总结国内外过去十几年在碰撞技术研究经验的基础上,详细阐释了开合屋盖结构碰撞及减振的原理、规律以及结构设计的方法。本论文针对采用水平开合方式的开合屋盖结构的碰撞响应和减振进行了研究。从开合屋盖结构的概念、分类和发展历史等方面对开合屋盖结构做了概述;采用基于ANSYS、LS-DYNA的两种方法建立了开合屋盖结构的碰撞模型,详细地讨论了开合屋盖结构的碰撞响应过程并且对两种方法的分析结果做了比较;以上述理论为基础,以上述开合屋盖结构模型为算例,系统研究了开合屋盖结构在不同跨度、不同厚度、不同矢跨比以及不同支承刚度等因素下的动力相互作用,得出了该类结构的碰撞响应随几何参数的变化规律,为开合屋盖结构的抗碰撞设计提供了参考;针对碰撞响应的特点,提出了粘弹性阻尼杆在开合屋盖结构中合理的布置方法和数量,算例表明该方法具有较好的减振效率,对结构设计有参考价值。

关键词：开合屋盖结构可动屋盖碰撞响应参数分析减振

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开合屋盖结构的碰撞响应分析

开合屋盖结构的碰撞响应分析

作者：韩苗苗天津大学

学位级别：硕士

开合屋盖结构是一种崭新的结构形式,移动屋盖结构的实现是把一个完整的屋顶结构按照一定的规律划分成几个可动和固定单元,采用适当的机械技术,使可动单元能够按照预期的轨迹移动达到屋顶开合的目的。由于开合屋盖结构自身结构形式的特殊... 详细信息

开合屋盖结构是一种崭新的结构形式,移动屋盖结构的实现是把一个完整的屋顶结构按照一定的规律划分成几个可动和固定单元,采用适当的机械技术,使可动单元能够按照预期的轨迹移动达到屋顶开合的目的。由于开合屋盖结构自身结构形式的特殊性,与传统的结构形式相比,其最大的特点是结构存在运动状态。开合移动方式越复杂,碰撞事故概率越大。本文采用响应面近似技术,对ANSYS/LS-DYNA分析得到的构件比吸能进行分析、拟合,得到薄壁圆钢管的比吸能关于设计变量t和d的近似表达式,根据比吸能的响应面图形可以看出:比吸能在整个设计域内随t值和d值的增大呈现出下降趋势;并采用结构优化算法对薄壁圆钢管的比吸能关于设计变量的近似函数进行了优化求解得到其在给定设计域内的最优解。对以不同运动速度闭合的两片屋盖的碰撞响应进行分析,总结其碰撞响应特性和速度对两屋盖碰撞响应的影响。结合被动性防护方法,在屋盖上弦碰撞接触部位安装薄壁圆钢管和方钢管作为耗能构件,分析其碰撞响应,并进行对比分析,得出有效结论。研究表明,两屋盖的碰撞响应主要通过屋盖的刚体位移、刚体速度、碰撞冲击力、轴力、碰撞接触杆件的应力以及支座反力等来表征。两运动屋盖的碰撞响应与速度有关,即与初始碰撞动能有关,初始碰撞动能越大,屋盖的碰撞响应越大。在碰撞接触部位设置耗能构件大大降低了屋盖的碰撞响应。对比同等质量的两种耗能构件,薄壁方钢管的比吸能较圆钢管大些,设置方钢管的屋盖的最大轴力和支座反力也比未设置耗能构件的屋盖减小的更多些,因此在屋盖碰撞部分设置薄壁方钢管作为耗能构件比薄壁圆钢管较好些。

关键词：开合屋盖结构薄壁圆钢管比吸能响应面法碰撞响应

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开合屋盖结构受力分析探索

开合屋盖结构受力分析探索

作者：李沛玲昆明理工大学

学位级别：硕士

开合屋盖结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式,它使建筑在屋顶开启或关闭两个状态下都可以使用。开合屋盖的实现是将一个完整的屋盖分成可动单元和固定单元,可动单元按一定轨迹在固定单元上移动达到屋盖... 详细信息

开合屋盖结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式,它使建筑在屋顶开启或关闭两个状态下都可以使用。开合屋盖的实现是将一个完整的屋盖分成可动单元和固定单元,可动单元按一定轨迹在固定单元上移动达到屋盖开合的目的。随着社会的进步,回归自然已成为体育场馆和各种文化建筑的重要发展趋势,并且开合屋盖结构是人们对大自然的阳光、天空的憧憬和不断发展的新理论和新技术的较好结合的产物,同时也是集建筑、结构、机械、控制等诸多方面于一体的综合性技术的体现。开合结构体系是土木工程领域应用的一个范例,它的不断发展为更复杂、更大规模开合建筑的实现提供了良好的前景。开合屋盖结构的安全问题是这类结构实现中最重要的一个主体,是开合结构研究的出发点和落脚点,如何把多学科有机地结合起来,满足功能、安全方面地要求,还需要开展更深入地研究工作。目前,我国在开合屋盖结构的研究方面还处于起步阶段,由于其具有外形美观、结构新颖、受力合理、具有多功能性、多目的性之优点,是一种很有前景的结构形式。结合我国目前现状,研究与开发构造简单、经济、合理、实用的开合结构是十分必要的。本文在查阅已建工程实例资料的基础上,总结开合结构可动屋盖的一般形式,及其采用的相应行走系统,说明了各种活动系统特点和适用条件。针对南通体育场开合结构活动部分的设计方法进行详细的论述。计算了移动网壳的线性和非线性状态中的静力分析,移动过程中各阶段下的自振规律进行分析以及稳定性分析。用非线性有限元原理对南通体育场开合结构的固定拱桁架结构进行了静力分析和拱桁架的自振分析和稳定性分析,判断出上部移动网壳对于下部固定拱桁架的相对质量和相对刚度的影响。介绍了该结构的施工过程以及相应的变形控制。

关键词：开合屋盖结构移动网壳固定拱桁架静力分析自振特性有限元分析法

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开合屋盖结构的设计

开合屋盖结构的设计

作者：余永辉浙江大学

学位级别：硕士

开合屋盖结构是一种较新的结构形式，其部分或全部的屋面是可以移动的，能在很短的时间内对可动屋面进行开合操作，使得建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用。开合屋盖结构可以使建筑物同时具有室内和室外两个使用功能，... 详细信息

开合屋盖结构是一种较新的结构形式，其部分或全部的屋面是可以移动的，能在很短的时间内对可动屋面进行开合操作，使得建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用。开合屋盖结构可以使建筑物同时具有室内和室外两个使用功能，已经成为现代体育建筑的宠儿。室内和室外功能的同时拥有，是通过可动屋面的开合而达到的。由于屋面可以移动，使得整个结构的设计与常规建筑相差很大，十分复杂。开合屋盖结构的设计额外增加了机械系统的设计，而且机械系统又影响着建筑和结构的设计。可以说，开合屋盖结构的设计是建筑、结构、机械系统设计三者的统一。本论文只针对采用刚性开合方式的开合屋盖结构进行讨论。全文由三部分组成，第一部分从开合屋盖结构的概念、不同角度的分类、发展历史等方面对开合屋盖结构做了概述。第二部分从建筑、结构、机械系统三个方面详细地讨论了开合屋盖结构的整个设计过程以及设计中要特别加以考虑的一些因素。论文的最后部分通过一个设计实例来说明如何进行开合屋盖结构的设计。

关键词：开合屋盖结构可动屋面结构设计机械系统设计

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开合屋盖结构的碰撞响应及耗能分析

开合屋盖结构的碰撞响应及耗能分析

作者：张艳杰天津大学

学位级别：硕士

开合屋盖结构是一种崭新的结构形式,移动屋盖结构的实现是把一个完整的屋顶结构按照一定的规律划分成几个可动和固定单元,采用适当的机械技术,使可动单元能够按照预期的轨迹移动达到屋顶开合的目的。由于开合屋盖结构自身结构形式的特殊性,与传统的结构形式相比,其最大的特点是结构存在运动状态。开合移动方式越复杂,碰撞事故概率越大。本论文通过对大型复杂开合屋盖体系的碰撞机理,耗能原理及碰撞过程中屋盖结构单元的反应等方面的研究,开发合理有效地吸能装置。本论文针对不同壁厚和不同开口方向的金属圆管,受到轴向和径向冲击时,采用ANSYS/LS DYNA进行分析,对比金属圆管受到撞击时的变形模式,吸能大小及冲击力大小等特性。结合Alexander模型,求得轴向压缩过程中的平均压缩载荷,其值比有限元分析结果略低。结合径向冲量作用下圆筒壳的临界屈曲冲量和临界速度理论,研究径向冲击作用下的金属圆管吸能特性。大型开合屋盖体系的碰撞一般可分为两类:屋盖单元的碰撞和屋盖单元与固定物的碰撞。本章以日本海洋穹顶为例,采用ANSYS进行静力验证。并参照水平速度v=10m/min,采用ANSYS/LS DYNA分析两运动屋盖发生碰撞的反应特性。结合被动性防护方法,在网架上弦碰撞接触面安装耗能构件-250×4mm和250×2mm的金属圆管,将采用和不采用耗能构件的研究结果进行比较,得出了定性的结论。

关键词：开合屋盖结构碰撞响应金属圆管冲击耗能

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开合屋盖结构在游泳馆建筑中的应用

江西建材 2021年第9期 85-85,87页

作者：陈灵芝湖南高速铁路职业技术学院湖南衡阳421001

文中结合实例,分析了开合屋盖结构的功能及特点,探究了其在高校游泳馆建筑中的应用。

关键词：开合屋盖结构游泳馆应用