无锡市映月湖人行桥造型新颖独特,结构形式为三跨独塔双索面异形斜拉-刚构桥,两根圆形细长塔柱各自独立空间倾斜设置,双塔呈V字形,斜拉索为空间布置.主梁横向及纵向均呈波浪形,全桥呈现为S型反对称的空间形态,倾斜塔柱长径比达到35.6.本桥主塔及梁体皆为空间结构且尺寸较小,受力复杂,稳定与平衡问题突出,建筑形态与结构的矛盾较为尖锐.结构设计时针对梁体反扭形态所带来扭转作用力,通过调整索力控制梁体平衡,并在桥塔位置采用圆形承台形式抵消扭矩.通过合理布置跨径增大桥梁刚度,减少中支点负弯矩值.钢-砼组合梁桥面板采用预应力群钉锚固技术,并针对人行桥的舒适度问题进行了专题研究,预留阻尼器连接构造措施.文中介绍了该斜拉桥结构设计中的关键技术问题及措施.
空间钢结构因其造型美观、可塑性强,多应用于艺术中心、体育场馆等空间需求较高的建筑结构.但由于结构跨度大、体系复杂、施工难度高,且受力状态受施工过程影响较大,应针对不同结构提出可行的施工方案并进行有效的分析论证.依托嘉兴文化艺术中心美术馆大跨屋盖空间桁架为研究对象,制定其施工方案和应力监控方案,基于MIDAS Gen软件,模拟屋盖空间桁架施工过程,并与实测关键截面应力值对比分析.研究表明,美术馆屋盖空间桁架在支撑拆除后,悬挑端位移及应力较大,最大应力值达到约150MPa,但各工况位移及应力满足限值要求.屋盖空间桁架的应力增量模拟与实测值对比显示,各工况结构的应力状态稳定,钢材处于弹性工作阶段,实测应力增值与模拟值基本吻合,变化趋势一致.空间桁架施工方案合理,可行性较好.采用临时支撑处位移监控与关键点应力增量监控相结合的方法,辅以有限元分析,可较好实现施工过程监控.
采用时程分析法对某复杂环形连体结构进行了多点三向地震反应分析,地震波视波速分别取为200,500和1000m/s.对多点激励与一致激励下的基底剪力以及重要构件的内力进行了比较,分析了不同视波速的影响.针对不同构件类型,给出了考虑多点激励影响的地震作用效应系数.结果表明:多点激励下的结构基底剪力小于一致激励下的基底剪力;行波效应对结构底层框架柱、桁架斜腹杆、桁架竖杆的内力影响均较小;对桁架弦杆的内力影响较大,需对不同截面杆件的行波效应按包络统计复核.
游泳馆主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋盖为张弦结构与网壳结构的混合体系.通过屋盖在规范风荷载与风洞试验风荷载下竖向位移与构件应力比较确定了风荷载设计取值.索在零状态、初始态下的变形确定了索初始预张力,并查看荷载态下的位移满足规范限值.比赛池采用无梁楼盖,相对于传统梁板式楼盖能够增加池下净高.外圈支撑屋盖斜柱在柱顶环梁顶部与底部弯矩的比较揭示了环梁能有效改善柱顶部弯矩.屋盖重力沿屋面斜向的分力由张弦梁支座抵抗,沿屋盖坡向越到下部力的累加越大,通过支座根部设置斜撑杆,减少了销轴支座平面外力.大跨度张弦屋盖变形较大,系杆通过销轴转动连接解决了与网壳屋盖变形不协调的问题.
通过节点和局部构形刚度参数,准确预测了单层柱面网壳施加缺陷前后的失稳节点及失稳区域.分析得出,结构存在初始缺陷后,稳定承载力降低是由于初始缺陷的存在降低了结构部分节点及区域的构形刚度,形成了薄弱区域.依据结构等稳定性优化思路,利用改变部分杆件截面尺寸进行局部构形刚度调整,使结构构形刚度趋于均匀,从而提升单层柱面网壳结构的稳定性能.各优化方案结果比较表明,构形刚度均匀化可有效确定单层柱面网壳的优化区域、杆件优化数量以及截面优化程度,快速提高网壳结构的稳定承载力并使结构接近等稳定性.单层柱面网壳稳定性的高效优化方向为横向跨度方向.
