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荷叶形钢筋混凝土拱壳结构受力性能研究

荷叶形钢筋混凝土拱壳结构受力性能研究

作者：张子剑吉林建筑工程学院

学位级别：硕士

在现代城市建筑结构发展过程中,混凝土薄壳结构发挥着相当重要的作用,包括相当多的体育场馆、博物馆、一些礼堂等的建设上,它们都会选择混凝土薄壳结构形式。这是由于这种结构有很多的优点,混凝土薄壳结构工程造价较低,屋面自重轻,造型... 详细信息

在现代城市建筑结构发展过程中,混凝土薄壳结构发挥着相当重要的作用,包括相当多的体育场馆、博物馆、一些礼堂等的建设上,它们都会选择混凝土薄壳结构形式。这是由于这种结构有很多的优点,混凝土薄壳结构工程造价较低,屋面自重轻,造型美观,而且节约材料。这种结构的受力性能很好,整个结构所受弯矩很小,基本是轴力作用,由于混凝土是受压性能很好的材料,因此这种结构形式的合理性就不言而喻了。本课题主要运用弹塑性理论和有限元分析相结合的方法,针对荷叶形钢筋混凝土拱壳结构进行受力性能研究。运用弹塑性力学,有限元等相关理论知识,建立拱壳平衡方程、位移函数等,从而分析结构的受力性能。并且结合钢筋混凝土拱壳结构在实际工程中的应用,从极限分析和薄壳力学的基本理论出发,推导出钢筋混凝土拱壳结构的屈服准则,并利用机动法推导出在竖向均布荷载作用下,拱壳结构极限荷载上限解的表达式。通过虚功原理及屈服线理论,对拱壳结构的极限承载力进行分析,找到便于实际工程计算及应用的承载力计算公式。根据这些现象与结果,利用已有的通用有限元分析程序ANSYS软件,考虑几何和材料非线性包括加载行为,模拟使用阶段从加载至极限荷载情况下钢筋混凝土拱壳结构的受力性能。通过有限元软件ANSYS建立实体模型,模拟其受力形态与理论分析进行对比,并找到影响结构受力性能的因素,拱壳厚度、矢跨比、材料强度等。最终得出了拱壳结构受力性能合理、刚度较大等结论。对进一步完善我国钢筋混凝土薄壳结构设计具有重要的参考价值。最后,对全文进行总结并提出一些研究中的不足及对以后工作的展望。

关键词：拱壳结构受力性能极限分析有限元

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拱壳结构设计中几个问题的讨论

中外建筑 2010年第5期 74-76页

作者：刘冬柏谭征湖南省建筑设计院不详

近几年来,拱壳结构的工程事故频繁发生,2008年震惊全国的凤凰石拱桥倒塌,死伤人数之多,令人心痛。而北方地区暴雪和南方冰灾,绝大部分薄壁钢板拱结构房屋倒塌。除此之外,平时的拱壳结构倒塌破坏的事故也时有发生,如长沙某酒楼的一层砖... 详细信息

近几年来,拱壳结构的工程事故频繁发生,2008年震惊全国的凤凰石拱桥倒塌,死伤人数之多,令人心痛。而北方地区暴雪和南方冰灾,绝大部分薄壁钢板拱结构房屋倒塌。除此之外,平时的拱壳结构倒塌破坏的事故也时有发生,如长沙某酒楼的一层砖拱结构,

关键词：拱壳结构结构设计房屋倒塌工程事故北方地区拱结构石拱桥薄壁

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拱壳结构采用土模施工工艺探析

建筑工人 2017年第2期38卷 14-15页

作者：石永胜孙庆峰酒泉卫星发射中心

工程位于戈壁荒漠地区,采用大跨度钢筋混凝土拱壳结构形式,周围上百公里没有人烟。1.支撑方案调整在施工单位上报的技术方案中,拱壳结构支撑采用的是满堂钢管脚手架支撑体系,所需脚手架钢管近千吨。而该工程所处的地理环境恶劣,交通运... 详细信息

工程位于戈壁荒漠地区,采用大跨度钢筋混凝土拱壳结构形式,周围上百公里没有人烟。1.支撑方案调整在施工单位上报的技术方案中,拱壳结构支撑采用的是满堂钢管脚手架支撑体系,所需脚手架钢管近千吨。而该工程所处的地理环境恶劣,交通运输距离远、费用高,位于离其上百公里最近的一个地方城镇,正处于施工高峰期,

关键词：拱壳结构支撑体系混凝土无机非金属材料土模施工脚手架钢管

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钢筋混凝土拱壳结构极限承载力分析

吉林建筑工程学院学报 2009年第1期26卷 25-29页

作者：尹新生张子剑吉林建筑工程学院土木工程学院长春130021

结合钢筋混凝土拱壳结构在实际工程中的应用,从极限分析和薄壳力学的基本理论出发,推导了钢筋混凝土拱壳结构的屈服准则,并用机动法推导在均布荷载作用下拱壳结构极限载荷上限解的表达式。

关键词：极限分析屈服准则拱壳结构极限荷载

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关于拱壳结构设计的若干问题分析

江西建材 2014年第6期 37-37页

作者：路浩东广东省广州番禺职业技术学院广东广州510000

拱壳结构是建筑结构中的一种,其设计和施工不仅是为了建筑的美观,还是为了满足河流交通需求。例如拱形桥,其拱壳结构的设计不仅是为了满足建筑结构上的审美需求,还是为了满足河流的流通、船只的通行。但是近几年拱壳结构工程事故频繁发... 详细信息

拱壳结构是建筑结构中的一种,其设计和施工不仅是为了建筑的美观,还是为了满足河流交通需求。例如拱形桥,其拱壳结构的设计不仅是为了满足建筑结构上的审美需求,还是为了满足河流的流通、船只的通行。但是近几年拱壳结构工程事故频繁发生,这位拱壳结构的设计敲响了警钟,在设计的过程中,需要加强质量。本文从拱壳结构设计中需要注意的几个问题进行分析,指出拱壳结构设计中需要加强的地方。

关键词：拱壳结构设计受力

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地震作用下大跨地下结构覆土地面动力响应

长安大学学报（自然科学版） 2015年第4期35卷 89-94页

作者：袁春燕卢俊龙长安大学建筑工程学院陕西西安710061 西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048

为了给大跨地下结构地面上新建建筑的抗震设计提供依据,以某大跨地下拱壳结构工程为对象,采用通用有限元软件ANSYS,建立大跨地下拱壳结构-上覆土体的数值计算模型,依据结构抗震设防目标及场地条件,输入三向地震波进行地震反应分析。在... 详细信息

为了给大跨地下结构地面上新建建筑的抗震设计提供依据,以某大跨地下拱壳结构工程为对象,采用通用有限元软件ANSYS,建立大跨地下拱壳结构-上覆土体的数值计算模型,依据结构抗震设防目标及场地条件,输入三向地震波进行地震反应分析。在结构覆土地面沿纵向和横向分别选取代表性节点,提取沿纵向线及沿横向线分布各点的地震反应,分析地面点的位移与应力响应,并结合建筑结构动力特性进行分析。研究结果表明:所建立的地下结构-上覆土体的地震反应分析模型能够反映出结构上覆土地面的动力反应特性;在靠近大跨地下拱壳结构的地面投影中心附近,竖向动力响应较为显著,不宜增建对竖向位移响应较敏感的结构;在综合利用大跨地下拱壳结构上部地面空间时,对地面增建建筑进行抗震设计时,分析结果可为增建建筑抗震分析的地震输入与分析提供理论指导,并为增建建筑位置的选取及结构选型提供依据。

关键词：结构工程地下结构拱壳结构动力响应地震反应

新加坡植物园展览温室Cool Moist拱壳杂交结构设计优化与整体稳定性分析

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建筑结构 2010年第11期40卷 1-4页

作者：石永久高阳王元清张昭一李国星土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084 中国建筑科学研究院深圳分院深圳518057 珠海晶艺玻璃工程有限公司珠海519070

新加坡植物园Cool Moist温室主体采用异型拱-壳钢结构体系,壳体上设置由双层玻璃构成的幕墙体系,大拱之间增设部分拉索以增强侧向稳定性。基于该工程的诸多特殊性,利用两种有限元软件对其设计进行优化和计算复核,并对考虑几何非线性条... 详细信息

新加坡植物园Cool Moist温室主体采用异型拱-壳钢结构体系,壳体上设置由双层玻璃构成的幕墙体系,大拱之间增设部分拉索以增强侧向稳定性。基于该工程的诸多特殊性,利用两种有限元软件对其设计进行优化和计算复核,并对考虑几何非线性条件下此类结构的弹性和弹塑性整体稳定性能进行评估和分析。通过设计优化,将大拱柱脚的连接方式由铰接改为刚接,并有效地提高了材料利用率。结构的特征值屈曲分析及几何材料双非线性全过程分析表明,结构的稳定承载力满足要求。

关键词：拱壳结构设计优化整体稳定性极限承载力

北京工人体育场大跨度开口单层拱壳钢结构施工关键技术

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建筑结构 2023年第6期53卷 18-25页

作者：王猛李欣鞠竹郭雅兴北京建工集团有限责任公司北京100055 河北省土木工程灾变控制与灾害应急重点实验室廊坊065201 华北科技学院建筑工程学院廊坊065201

北京工人体育场改造复建工程屋顶为拱壳结构,平面为椭圆形,长轴271m、短轴205m,矢跨比1/9.3,最大悬挑宽度74m。针对该拱壳结构施工中面临的结构安装面积大、施工作业面广、高空作业量大、交叉作业多等难题,提出了带中心压力环大开口拱... 详细信息

北京工人体育场改造复建工程屋顶为拱壳结构,平面为椭圆形,长轴271m、短轴205m,矢跨比1/9.3,最大悬挑宽度74m。针对该拱壳结构施工中面临的结构安装面积大、施工作业面广、高空作业量大、交叉作业多等难题,提出了带中心压力环大开口拱壳内外环同步安装施工方法:首先通过方案比选,确定了受压内环分段安装、主拱肋整根吊装的施工方案。其次对施工过程中的关键技术进行了介绍,详细说明了内、外环的分段原则和施工中的稳定性控制措施,并通过MIDAS Gen对主拱肋吊装进行了模拟验算、对钢结构合拢过程中的温度应力进行了分析。经过研究和现场实践证明,受压内环、受拉外环同时施工,吊装作业无交叉,提高了施工效率。采用地面分段拼装,超大吨位吊装的方式,减少了高空焊接作业工作量的同时,提高了安装精度。采用本方法组织施工,构件受力合理,施工安全可靠。

关键词：北京工人体育场大开口大跨度拱壳结构隔震支座分段安装同步施工

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桂林两江国际机场T2航站楼钢结构屋盖设计

建筑结构 2016年第17期46卷 8-13页

作者：陈林庞岩峰李如地束伟农王国庆陈清赵胤北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

桂林两江国际机场T2航站楼主体采用钢筋混凝土框架结构,中心区屋盖采用空间实腹拱支撑+单层壳体钢结构体系,支撑拱最大跨度120m。通过试算一系列曲线方程模拟建筑屋盖面,较好地实现了建筑与结构的统一。根据屋盖受力特点,确定采用空间... 详细信息

桂林两江国际机场T2航站楼主体采用钢筋混凝土框架结构,中心区屋盖采用空间实腹拱支撑+单层壳体钢结构体系,支撑拱最大跨度120m。通过试算一系列曲线方程模拟建筑屋盖面,较好地实现了建筑与结构的统一。根据屋盖受力特点,确定采用空间曲线拱支撑体系,获得了很好的建筑空间。为确保抵抗拱推力,在群桩抗剪承载力满足拱座推力的情况下,采用预应力拉杆仍能平衡拱推力。经过详细的受力分析及稳定性分析,结构承载力满足要求,同时对结构薄弱部位予以构造加强。考虑行波效应对结构超长引起的扭转影响问题,通过分析提出了相应的结构构件抗扭加强措施。

关键词：桂林两江国际机场拱壳结构大跨度