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空间管桁架结构卸载方法的有限元仿真模拟分析

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钢结构（中英文） 2022年第9期37卷 25-29页

作者：吴帅刘海生刘刚谢超徐金鑫林旭嘉金环建设集团有限公司石家庄050035

钢结构建筑因其强度大、韧性好、可塑性强、施工周期短、绿色环保等优势,得到了现代设计师们的青睐。在钢结构现场安装中,当钢结构整体吊装完毕并将荷载全部施加完后,需要进行卸载处理。大跨度空间管桁架结构在卸载中,由于其管件数量众... 详细信息

钢结构建筑因其强度大、韧性好、可塑性强、施工周期短、绿色环保等优势,得到了现代设计师们的青睐。在钢结构现场安装中,当钢结构整体吊装完毕并将荷载全部施加完后,需要进行卸载处理。大跨度空间管桁架结构在卸载中,由于其管件数量众多,节点形式各不相同,造成结构整体内力复杂多变,各杆件之间的受力难以确定,若盲目地选定其卸载顺序可能会造成结构局部受力过大,从而导致结构产生塑性变形甚至结构破坏,所以确定合理的卸载顺序就变得尤为重要。以石药健康城项目为研究对象,给出了一种空间管桁架结构的卸载方法,并进行了有限元仿真模拟。在卸载过程中,首先进行初级卸载,即将非主要受力支架进行一次性拆除,然后进行二级卸载,即再对主要受力支架进行分步卸载。整个过程采用MIDAS/Gen有限元分析软件对结构和主要受力支架进行仿真模拟分析,考虑到仿真模拟的目的即确定卸载顺序,所以支架用?219×10的钢管来代替,且设置为只受压单元,卸载时采用钢管两端施加强制位移的方式。经确定,卸载顺序以模拟出来的支架支反力大小为主要依据,对支反力大的支架进行优先卸载,具体以最大支反力的两组支架为当前卸载步,每次卸载量为10 mm,每个卸载步都进行一次受力计算,根据当前支反力的大小确定下一次的卸载顺序,以此往复模拟卸载,直至最后卸载完毕,并将模拟出来的具体卸载顺序应用于实际施工中作为指导。另外,在整个模拟过程中,对于出现支反力为0且不再发生变化或变化不大的支架直接进行拆除,不再进行模拟计算。在模拟分析过程中,记录结构杆件的应力变化情况,并标记出发生最大应力的杆件,通过杆件应力的大小及变化情况来证明此卸载方法的可行性,在现场实际卸载过程中也可以对这些杆件进行应力监测,确保卸载过程中整体结构的稳定性。经模拟分析,整体卸载完毕共需19个卸载步,在卸载过程中并未出现变形及应力超限的情况,模拟过程中的结果分别为:支架的最大支反力为1033 kN,结构的最大挠度为59.27 mm,最大应力为236.40 MPa。

关键词：空间管桁架卸载仿真模拟

空间管桁架结构胎架同步卸载偏差分析及现场监测

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建筑钢结构进展 2020年第5期22卷 124-132页

作者：张孝斌张强王秀丽甘肃省建设投资(控股)集团有限公司兰州730050 甘肃省公路局兰州730030 兰州理工大学土木工程学院兰州730050

为了提高施工精度,对某体育场管桁架罩棚设置一定的临时支撑胎架。罩棚桁架间连接杆件安装完毕后进行胎架卸载,这个过程是胎架逐步退出工作,主体结构逐步承担荷载的转换过程。施工过程中由胎架和结构共同受力,在胎架拆除过程中逐渐变为... 详细信息

为了提高施工精度,对某体育场管桁架罩棚设置一定的临时支撑胎架。罩棚桁架间连接杆件安装完毕后进行胎架卸载,这个过程是胎架逐步退出工作,主体结构逐步承担荷载的转换过程。施工过程中由胎架和结构共同受力,在胎架拆除过程中逐渐变为由结构独自受力,该过程对结构而言就是反向加载。针对此种情况,对某体育场进行卸载偏差分析研究。运用有限元软件对局部模型和整体模型的卸载进行非线性分析,发现钢罩棚在卸载过程中位移和应力较卸载前变化明显。同时对比分析卸载出现偏差的情况,每级卸载量不均匀发生在不同桁架上时,结构中的应力、位移最大位置及卸载后结构形态均与设计不吻合,出现了6%以内的误差;而每级卸载量不均匀发生在同一桁架的不同支点处,会引起结构受力的改变,应力、位移均与设计值产生约10%的误差。

关键词：空间管桁架卸载偏差结构损伤健康监测

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空间管桁架结构健康监测传感器布置优化分析

建筑科学与工程学报 2019年第4期36卷 22-30页

作者：王秀丽张强冉永红兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

以临夏体育场空间管桁架罩棚为研究对象,基于小扰动分析方法与承载能力分析方法找出结构的关键杆件,通过对管桁架罩棚结构有限元模型各阶模态进行分析来了解动力作用下的结构响应。结合所选关键杆件确定传感器布置最优方案,包括传感器... 详细信息

以临夏体育场空间管桁架罩棚为研究对象,基于小扰动分析方法与承载能力分析方法找出结构的关键杆件,通过对管桁架罩棚结构有限元模型各阶模态进行分析来了解动力作用下的结构响应。结合所选关键杆件确定传感器布置最优方案,包括传感器的种类、数量及位置。对管桁架罩棚结构整体与局部细部实体模型进行有限元分析,将管桁架有限元实体模型进行局部吊装、整体卸载等全过程模拟分析,同时将优化的承载能力分析方法应用于体育场空间管桁架罩棚健康监测,并对比有限元模拟结果和实际监测结果。结果表明:现场安装传感器时定位偏差越小,各阶段实测数据与模拟值吻合越好;传感器种类、数量、位置及安装精度都会直接影响数据分析的逻辑性,且对后续准确评价结构安全性起决定作用;承载能力分析方法结合结构动力学传感器布置方法比单一小扰动分析方法更为高效快捷,能准确预警空间杆件可能损伤的位置,从而进行结构安全性评价。

关键词：空间管桁架健康监测关键杆件传感器布置优化分析

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空间管桁架在输煤栈桥中的应用

武汉大学学报（工学版） 2012年第S1期45卷 92-94页

作者：孙仁锋倪桂红辽宁电力勘测设计院辽宁沈阳110179

简要阐述了火力发电厂输煤系统中的栈桥采用空间管桁架结构形式的内力分析,采用STAAD计算程序整体建模进行计算.通过在设计中分析荷载布置、合理确定荷载取值,优选结构方案,深入分析计算结果进而优化结构布置.通过空间管桁架这种简单的... 详细信息

简要阐述了火力发电厂输煤系统中的栈桥采用空间管桁架结构形式的内力分析,采用STAAD计算程序整体建模进行计算.通过在设计中分析荷载布置、合理确定荷载取值,优选结构方案,深入分析计算结果进而优化结构布置.通过空间管桁架这种简单的节点形式,简洁流畅的结构外形,从而改变了传统栈桥的笨重形象.

关键词：空间管桁架整体分析 STAAD

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空间管桁架次应力影响分析

工业建筑 2010年第S1期40卷 433-436页

作者：倪宋健河海大学土木工程学院南京210098

在空间管桁架结构设计中采用相贯节点或者铸钢节点以及施工中的节点偏心误差,会对杆件产生次应力。应用ANSYS有限元分析软件,通过计算次正应力比分析节点刚性和节点偏心引起的次应力对空间管桁架的影响。研究表明,节点刚性和节点偏心引... 详细信息

在空间管桁架结构设计中采用相贯节点或者铸钢节点以及施工中的节点偏心误差,会对杆件产生次应力。应用ANSYS有限元分析软件,通过计算次正应力比分析节点刚性和节点偏心引起的次应力对空间管桁架的影响。研究表明,节点刚性和节点偏心引起次应力的影响在不同的位置是不同的,且节点偏心引起的次应力随着偏心距的增大而增大。

关键词：空间管桁架节点刚性节点偏心次正应力比

空间管桁架结构吊装拼接过程实测分析及安全性研究

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建筑科学 2020年第1期36卷 143-150页

作者：赵海燕董浩森王秀丽刑天峰甘肃建投天水建设管理有限公司甘肃天水741020 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育工程研究中心甘肃兰州730050 天水市政府投资项目代建管理办公室甘肃天水741020

目前对空间结构吊装拼接过程的大部分研究都在于确定起吊点的位置和探索各构件的拼接方式,未对结构在该过程中关键杆件的稳定性加以安全性评估。以天水体育场实际工程为背景,为保证该大跨度空间管桁架结构吊装及拼接的施工安全,通过MIDA... 详细信息

目前对空间结构吊装拼接过程的大部分研究都在于确定起吊点的位置和探索各构件的拼接方式,未对结构在该过程中关键杆件的稳定性加以安全性评估。以天水体育场实际工程为背景,为保证该大跨度空间管桁架结构吊装及拼接的施工安全,通过MIDAS进行了不同位置主桁架瞬时起吊的动力响应及不同跨度主桁架之间拼接过程中的模拟分析,并对该结构在以上过程中关键杆件的应力变化进行了实时监测,最后依据结构特性及贝叶斯原理对整个施工过程进行了系统的安全性评估。各项数据对比可知:实测结果与模拟结果基本吻合,各个关键杆件的应力状态始终处于弹性工作状态。靠近支座附近的腹杆是吊装拼接过程中应力变化幅度最大的部位,通过上述分析计算得该腹杆在整个施工过程中发生损伤引起整体结构分块破坏的概率在2%以内,即可以判别整个施工过程处在安全范围。

关键词：空间管桁架吊装拼接施工监测贝叶斯分类器安全性评估

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空间管桁架结构设计

电网与清洁能源 2015年第7期31卷 123-127页

作者：王芬周云平中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048

空间管桁架作为一种新型的空间结构体系,具有刚度大、用钢量小、施工方便、经济环保性能优等特点,广泛应用于大型输变电站、体育馆、车站等大跨空间结构中。通过对管桁架结构布置、稳定性和抗震性能的分析,讨论结构外观体型布置对大跨... 详细信息

空间管桁架作为一种新型的空间结构体系,具有刚度大、用钢量小、施工方便、经济环保性能优等特点,广泛应用于大型输变电站、体育馆、车站等大跨空间结构中。通过对管桁架结构布置、稳定性和抗震性能的分析,讨论结构外观体型布置对大跨度结构内力及变形的影响,为同类结构设计提供参考和借鉴。

关键词：空间管桁架结构布置稳定性能抗震性能 SAP2000设计

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既有大跨度钢结构空间管桁架锈蚀情况分析

建筑施工 2022年第6期44卷 1410-1412,1421页

作者：金伟峰上海市机械施工集团有限公司上海200072

为避免锈蚀造成的钢结构的缺陷与损伤对建筑剩余寿命的重大影响,对既有钢结构锈蚀损伤的分布规律进行了研究。结合某服役20年大跨度空间管桁架结构的锈蚀情况,分析了既有大跨度钢桁架结构的锈蚀损伤分布,为掌握既有钢结构建筑锈蚀损伤... 详细信息

为避免锈蚀造成的钢结构的缺陷与损伤对建筑剩余寿命的重大影响,对既有钢结构锈蚀损伤的分布规律进行了研究。结合某服役20年大跨度空间管桁架结构的锈蚀情况,分析了既有大跨度钢桁架结构的锈蚀损伤分布,为掌握既有钢结构建筑锈蚀损伤的发展、分布规律提供了参考。

关键词：大跨度钢结构锈蚀损伤锈蚀率空间管桁架

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大跨度曲线空间管桁架施工技术研究

中国建材 2023年第1期 125-127页

作者：马加广西建工第一建筑工程集团有限公司

工程概况桂林中学临桂校区12#体育馆及25#体育场地下车库工程,总建筑面积21651.78m^(2),基础类型为独立基础,地下车库1层,地上2层。屋顶以下结构体系为框架结构,屋顶以上结构体系为空间管桁架结构,主要由9榀主桁架、9榀次桁架以及其他... 详细信息

工程概况桂林中学临桂校区12#体育馆及25#体育场地下车库工程,总建筑面积21651.78m^(2),基础类型为独立基础,地下车库1层,地上2层。屋顶以下结构体系为框架结构,屋顶以上结构体系为空间管桁架结构,主要由9榀主桁架、9榀次桁架以及其他附属配件组成,屋面曲线空间管桁架最大尺寸为68.6m×2.1m×2m.

关键词：空间管桁架地下车库框架结构主桁架次桁架最大尺寸体育场桂林中学