斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力分析学位

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高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能分析

高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能分析

高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能分析高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能分析摘要:本文通过对高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能的分析,探讨了该结构体系在工程实践中的应用前景。

首先介绍了高层斜交网格筒结构体系的基本形式和构造特点,然后分析了其在自重、风荷载和地震荷载作用下的受力特性,并探讨了其抗震性能的原理和优势。

研究结果表明,高层斜交网格筒结构体系通过合理的结构形式和布置方式,能够有效降低结构的振动响应,提高结构的抗震能力,具有良好的工程实践价值。

关键词:高层建筑;斜交网格筒结构体系;受力特性;抗震性能;工程实践1. 引言随着城市化进程的加快和人们对高品质生活需求的提高,高层建筑的数量与日俱增。

而高层建筑的结构体系对于保证建筑的结构安全和提高其使用性能至关重要。

高层斜交网格筒结构体系由于其独特的构造形式和性能特点,被广泛应用于高层建筑领域。

本文旨在通过对高层斜交网格筒结构体系的基本受力特性与抗震性能的分析,为其工程实践提供参考和指导。

2. 高层斜交网格筒结构体系的基本形式和构造特点高层斜交网格筒结构体系是指将筒状结构与斜交网格结构相结合形成的一种结构体系。

其主要特点是斜交网格筒通过在垂直方向上的连续延伸形成,整个结构类似于一个立体网格骨架,具有较高的稳定性和强度。

同时,该结构体系具有自重轻、抗震能力强、不易产生屈曲等优点。

3. 受力特性分析3.1 自重受力分析由于高层斜交网格筒结构体系的特殊构造形式,其自重受力主要通过柱、横梁和斜杆进行传递。

通过对各构件的自重计算分析可得到结构的自重受力分布情况。

研究表明,高层斜交网格筒结构体系的自重受力相对较小,对结构整体的影响不大。

3.2 风荷载受力分析高层建筑常常承受较大的风荷载,而高层斜交网格筒结构体系具有较好的承载风荷载能力。

斜交网格筒体系中的梁和斜杆能够有效地分担风荷载,并通过斜杆将风荷载传递到地基,增强结构的稳定性。

超高层建筑结构设计要点及关键应用技术

超高层建筑结构设计要点及关键应用技术

超高层建筑结构设计要点及关键应用技术发表时间:2019-09-16T17:26:13.277Z 来源:《基层建设》2019年第18期作者:殷斯嘉[导读] 摘要:随着科技的发展,超高层建筑已不断成为一个地区的标志和一个时代的缩影。

南京理工大学土木工程系江苏南京摘要:随着科技的发展,超高层建筑已不断成为一个地区的标志和一个时代的缩影。

本文详细说明了国内外不同规定下超高层建筑的限高及结构形式分类。

并梳理出超高层建筑结构设计的要点。

本文最后,根据超高层结构设计要点与难点,选取了在超高层结构设计中较为成熟的三项关键技术进行简单剖析。

关键词:超高层建筑结构弹塑性动力时程分析复杂节点有限元 BIM前言:中国自上个世纪八十年代开始进行超高层建筑设计,迄今已有近四十年。

短短的四十年间,中国紧跟国际结构设计潮流,已基本掌握当今超高层结构设计关键技术,并已建成的超高层建筑数量位居世界前列。

一、国内外超高层建筑定义:对于超高层建筑的高度限定,国内外并没有统一的规定。

根据中国《民用建筑设计通则》GB503520-2005规定:建筑高度超过100m 时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。

在Wikipedia上,则以“skyscraper”(摩天大楼)这一概念来对应超高层建筑,即四十层以上,高度超过150m的建筑。

根据世界超高层建筑学会的新标准,超高层建筑的限定高度增加至300m。

根据我国国情,现阶段建议把高度超过200m或50层以上的高楼,称之为超高层建筑。

二、超高层建筑结构形式选取:Fazlur R.Khan 是超高层建筑领域的一代宗师,提出并完善了筒体,桁架筒体,束筒的概念。

根据汗在1969年提出的理论,超高层建筑的结构体系可分为:(巨型)框架-核心筒结构,(巨型)框筒-核心筒结构,筒中筒结构,成束筒结构,巨型支撑及混合结构。

根据安全经济,方便施工,绿色环保的设计原则,近年来结构工程师提出新的分类方法:按照内部抗侧力结构和外部抗侧力结构分类。

焊接空心球节点承载能力的有限元分析

焊接空心球节点承载能力的有限元分析

焊接空心球节点承载能力的有限元分析摘要:对承受单向轴压的焊接球节点,本文在现有文献资料工作的基础上进一步通过有限元分析的方法分析了承载能力的影响因素。

通过对大量计算结果的数值分析,对现有的承载力计算公式提出建议性的改进。

关键词:焊接空心球节点;承载能力;有限元分析1 引言随着现代建筑立面多样化的市场需求,钢筋混凝土坡屋面的应用越来越多。

一般将坡度小于5%的屋面称为平屋面,坡度大于10%的屋面称为坡屋面。

坡屋面根据坡面组织的不同可以分为单坡屋面、双坡屋面、四坡屋面及多坡屋面等。

单坡屋面多用于房屋为外走廊,进深比较小的建筑;双坡屋面及多坡屋面则用于建筑立面要求比较丰富的别墅或其他建筑。

由于焊接空心球节点造价相对低廉、加工工艺较为简单,并且复杂节点中的所有汇交杆件轴线均通过球节点中心线,可以有效避免节点偏心受力,因此球节点在国内得到了广泛的应用。

在我国焊接空心球节点的应用和研究已经展开多年,但随着新型结构形式的出现以及更为复杂的结构体系的诞生,关于焊接空心球节点的研究理论也应该日臻成熟,因此关于焊接空心球节点的研究仍然十分必要。

2单向轴压作用下焊接空心球节点的承载能力由于单向轴压作用的焊接空心球节点受力较为简单,现有研究较多较成熟,并且我国网架和网壳结构规程均给出了轴力作用下圆钢管焊接球节点的承载力计算公式,但随着试验研究的进行,目前仍有各种新的计算公式陆续提出。

此外,根据实际工程经验,目前的规程公式对于直径较大且壁厚较薄的焊接空心球节点设计安全储备不足,这可能是由于球体壁厚对节点的破坏模式有较大影响。

为了进一步了解轴压作用下焊接球节点承载能力的影响因素,本章对140个节点进行有限元分析(详见表2-1~表2-5),节点的几何参数变化范围为:空心球直径300mm≤D≤900mm,球径与壁厚之比为25≤D/t≤45,球径与钢管直径之比为2.4≤D/d≤4.0。

2.1有限元模型本文通过有限元软件ABAQUS进行分析,采用理想弹塑性应力-应变关系和Von-Mises屈服准则,考虑几何非线性,不考虑焊缝和残余应力的影响,利用弧长法迭代跟踪节点的荷载位移全过程影响。

斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力有限元分析

斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力有限元分析

一 嚼一
( J 99 J 7 9 34 5 0 b
a 凹 面 . 一 凸 面 ;一 接 接 板 b c
图 6 工 况 P1 … Pe P 下 Mi s 力 MP s 应 e a
根据整体分 析计算 得知 , 该节 点最 大设计 荷 载值
为 : 力 , 2 7 3k 拉 力 , 164k 压 3 4. N; 一 0 N。节 点 设 计 承
Li i nggang ' Q
Du Q i n nqi
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Lu i e。 o Ruyu
Fu M ei 。
( . he y n i n h i e st 1 S n a g J a z u Un v r i y,S n a g 1 0】 8 Ch n he y n 1 6 , i a;
化 理论 。
正面
经分 析得 各种 T况 的承 载 力 设计 值 见表 1 。在 P 一P。 一P、 P 一P。 一 P 两 种 ] 况 作用 下 , _ 节点
2 2 有 限 元 模 型 建 立 .
中心 区凹面 首先达 到钢 材强 度设计 值 , 图 4所示 ; 如 同样在 P 一P 且 P。 、 一0 P 一一P且 P 一0工 况作
到钢材 强度设 计值 , 凸面 应力值 还处 于较小 状态 , 而
如 图 5所 示 。说 明 由 于 节 点 的空 间 构 造 形 式 使 节 点
在这些 ] 况下存 在 明显 平 面外 弯 矩 作用 。在 P = 二

P 一P工 况作 用下 , 。 节点 应 力 最大 值 出现 在 横 向
2 1 节 点 构 造 .
S S村 该塔 典 型节点 进 行 有 限元 分 析 , Y 以确 定 节 点

高层建筑案例分析

高层建筑案例分析

难点一
由于本工程造型独特,由钢管混凝土柱组成的斜交网络外框简分为16 个节,每个节27m,钢管混凝土柱在每个节间为直线段,相邻节段的柱于节 点层形成一个折点,并于节点层平面内产生向外的推力,从而在楼层梁板 中产生拉力,如何抵抗该拉力是本工程设计中的一个技术难点。
解决方式
本工程采用了外框筒环梁+拉梁+核心简内闭合环梁构成的独立的平面 内抗拉体系,如图2所示;为了进一步提高节点层抗拉体系的安全储备,在 节点层周边设置体外高强钢绞线预应力索。张拉索使节点层平面内产生 沿径向的压力,大大减少了环梁、拉梁及核心筒连梁的拉力,还可降低楼 板中的拉应力水平,有效地控制楼板的裂缝宽度。
难点二
本工程的另一个主要技术难点是组成斜交网格外框筒的钢管混凝土 柱的“X"形相贯节点。建筑师要求采用2根钢管混凝土柱空间相贯,在 柱轴线交点处截面面积最小,所受轴力最大,因此必须设计一个特殊节点 以满足既不增大节点截面尺寸又能承受更大内力的要求。
解决方法
本工程设计了一个新型节点,利用竖向放置的椭圆形拉板连接4 根相贯 的钢管,节点区内钢管壁适当加厚,细腰处设置水平加强环,该节点形 式简洁,受力明确,便于管内混凝土浇灌施工。
高层建筑讨论课是由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演 变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到 房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点 是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,多用于写字 楼建筑。筒体结构包括框筒、筒中筒、桁架筒和束筒结 构,后来还出现了多筒和多重筒等筒体结构。
在简体结构中,剪力墙筒的截面面积较大,它承受大部分水平剪力,所以柱子承受的剪力 很小;而由水平力产生的倾覆力矩,则绝大部分由框筒柱的轴向力所形成的总体弯矩来平衡, 剪力墙和柱承受的局部弯矩很小。由于这种整体受力的特点,使框筒和薄壁筒有较高的承载 力和侧向刚度,而且比较经济。

XKK 型空间相贯节点极限承载力有限元分析

XKK 型空间相贯节点极限承载力有限元分析

6] 料的本构关系采用 M 按节点材性试验 [ 所测应力 应变关系输入 , 见图 4。 I S O, [ ] 1 5 1 6 ) , 边界条件及加载方式 参照相关文献及实际工程 节点边界条件如 图 5 所 示 , 主、 支弦杆一端边 5
在荷载加载过程中 , 为使节点破坏区域发生在节点相贯区 , 均匀施加沿杆管径轴线方向的面荷载于弦杆
2 0 1 1年5月
第3 3卷
第5期
J O U R N A LO F WU H A NU N I V E R S I T YO FT E C H N O L O G Y








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杨维国 , 王耀峰 , 谷 鹏, 李兴坡
点区应变分布状态及破坏模式 。 通过对多组不同几何特性的 X 揭示了影响空间节点相贯承载 KK 型节点进行对比分析 , 及腹 、 主管管径比β 各杆杆夹角对节点承载力影响较小 ; 杆件径厚比 γ 2 的增大可有效提高节点承载力 ; i 宜控制在一定范 围之内 。 在参考平面 X 型 , 提出 了 X K 型相贯节点承载力计算公式及相关资料的基础上 , KK 空 间 相 贯 节 点 承 载 力 计 算 建议公式 。 关键词 : 空间相贯节点 ; X KK 型节点 ; 极限承载力 ; 破坏准则 中图分类号 : TU3 9 2. 3 文献标识码 : A
力的主要参数以及其与承载力的关系 , 并将有限元计算结 果 与 规 范 计 算 结 果 进 行 了 对 比 。 结 果 显 示 : 支、 主 管 管 径 比β 1

斜交网格结构空间相贯焊接节点滞回性能的数值分析

斜交网格结构空间相贯焊接节点滞回性能的数值分析
finite element software ABAQUS, such as ductility, stiffness degradation, strength degradation and energy⁃dissipating
capacity under low cyclic loading. The effects of some parameters on the hysteretic hehavior of the joint was analyzed by
30
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厚度 / mm
20
4 779

4 424
4 511
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4 850
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10
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7 5

10
10
2 结果分析
2 1 延 性
极限位移与屈服位移的比值称之为延性系数。
Steel Construction 2016 (6) , Vol 31, No 210
工程设计
斜交网格结构空间相贯焊接节点滞回性能的
数值分析
包树龙 李丽平 童冰强
( 长安大学, 西安 710064)
摘 要:利用 ABAQUS 有限元软件对斜交网格结构中空间相贯节点进行分析,研究其在低周往复荷载下的延性、刚
度退化、强度退化、耗能能力等性能,并通过分别改变斜交角度、竖向拉板厚度、横向连接板厚度、钢管半径与厚度
力,结合 Young⁃Ju Kim 提出的拟静力加载制度
[6]

确定节点的边界条件如图 2 所示,加载制度如图 3

焊接空心球节点承载力分析

焊接空心球节点承载力分析
焊接空心球节点承载力分析
一. 引言
空间网格结构是由杆件通过节点相连接而成的结构系统, 节点是结构系统中重要的受力 构件,离散的杆件通过节点集成为一个结构系统,所以在空间网格结构系统中,节点的构造 设计和强度都是十分重要的。 在空间网格结构中用于构件间连接的典型节点有两种类型: 相 贯节点和节点体。相贯节点是指杆件与杆件直接相交,而不是通过节点;节点体是指各杆件 通过一个节点相交,该节点是独立的构件,如图 1 所示[1]。
(四)理论分析推导承载力计算公式 如 2005 年,陈志华等通过因素相关分析得出受压空心球节点承载力影响因素,并通过 回归分析在考虑安全度的基础上建立受压空心球的承载力计算公式; 对受拉空心球节点采取 冲切模式, 利用冲剪法和第四强度理论并考虑一定的安全度建立了受拉球节点承载力设计值 计算公式[10]:
二. 优缺点及国内外应用情况
焊接空心球节点是由两个半球焊接而成的空心球, 可根据受力大小分别采用不加肋和加 肋两种,如下图 2 所示[4]。在我国,焊接空心球节点可适用于单层或多层空间网格结构的节 点体系,该体系是将钢管与预制好的空心球直接焊接而成,适用于连接钢管杆件。焊接空心 球节点的优点是构造简单,受力明确,连接方便,且其刚度较螺栓球节点要大得多,所以它
式中, Nc 为受压空心球的轴向压力设计值(N);D 为空心球外径(mm);t 为空心球壁厚 (mm); d 为钢管外径(mm); ηc 为受压空心球加劲承载力提高系数, 无肋取 1.0, 有肋取 1.4; Nl 为受拉空心球的轴向压力设计值(N);ηl 为受拉空心球加劲承载力提高系数, 无肋取 1.0, 有肋取 1.1;f 为钢材强度设计值(N/mm2)。 2003 年, 《网壳结构技术规程》中对空心球直径为 120mm~900mm 时,将受拉和受压时 焊接空心球节点公式合二为一[7]:

高层建筑斜交网格筒结构施工工法(2)

高层建筑斜交网格筒结构施工工法(2)

高层建筑斜交网格筒结构施工工法高层建筑斜交网格筒结构施工工法一、前言高层建筑斜交网格筒结构施工工法是一种应用于高层建筑结构施工中的一种工法。

该工法具有独特的特点和适用范围,本篇文章将对其进行详细介绍。

二、工法特点高层建筑斜交网格筒结构施工工法具有以下几个特点:1. 结构刚度大:该工法采用斜交网格筒结构,能够提高建筑的整体刚度,减小结构的挠度和变形,增加建筑的稳定性和安全性。

2. 施工周期短:采用现场制作与预制技术相结合的施工工艺,能够减少施工时间,提高工程效率,缩短工期。

3. 具有一定的抗震性能:由于斜交网格筒结构的特点,能够有效抵抗水平和竖直方向的地震作用,提高建筑的抗震能力。

4. 适应性强:该工法适用于各类高层建筑,包括居住、商业和办公等不同类型的建筑。

三、适应范围高层建筑斜交网格筒结构施工工法适用于以下范围:1. 建筑高度在50米以上的高层建筑。

2. 结构呈规则的建筑,对结构的刚度和稳定性要求较高的建筑。

3. 结构形式为斜交网格筒结构的建筑。

四、工艺原理高层建筑斜交网格筒结构施工工法是基于以下原理进行施工的:1. 施工工法与实际工程之间的联系:通过施工工法与实际工程的联系,可以确保施工过程中的各项操作都符合设计要求,并能够保证施工质量和结构安全。

2. 采取的技术措施:该工法采用预制构件与现场制作相结合的施工工艺,通过预制构件的加工和制造,提高施工效率,并减少现场制作的工作量。

施工过程中还采取了多项技术措施,如采用模板支撑系统、安全防护措施、材料配合等,以保证施工的顺利进行和工程的质量。

五、施工工艺高层建筑斜交网格筒结构施工工法的施工过程如下:1. 地基处理:对建筑地基进行处理,确保地基的稳定性和承载能力。

2. 基础施工:进行基础的施工,包括地基桩基础和底板施工。

3. 柱、梁施工:根据设计要求,进行柱、梁的制作和安装。

4. 楼层施工:按照建筑的不同楼层,进行楼层的制作和安装。

5. 斜交网格筒结构制作:根据设计要求,进行斜交网格筒结构的制作和安装。

网架(网壳)结构支承方式及支座设计的探讨

网架(网壳)结构支承方式及支座设计的探讨

网架(网壳)结构支承方式及支座设计的探讨合肥水泥研究设计院钢构公司张长根内容摘要:在网架(网壳)结构设计中,下部支承结构、支座型式及边界条件的选定,对网架(网壳)结构的稳定性、杆件内力、支座反力、节点位移、用钢量等至关重要。

在实际设计中通过把网架和下部结构连成一体整体分析计算,选择合理的下部支承结构及支座型式,以期使网架(网壳)结构设计更安全、经济、合理。

关键词:支承结构、支座型式、支座节点、边界条件、弹簧刚度0引言在各类空间结构中,刚性体系中的网架( 网壳)结构作为一种高次超静定空间杆系结构,由于其受力性能好(理论上杆件只受轴力作用)、刚度大、整体性及抗震性能好、承载力强、受支座不均匀沉降影响小、适应性强,而计算理论的日益完善以及计算机技术飞速发展,使得对任何极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能,因此网架(网壳)结构被广泛应用于工业与民用建筑领域中。

但网架(网壳)结构如果其支承结构、支座型式及边界条件设计不合理会对网架(网壳)结构的安全性和经济性造成重要影响。

1. 支承结构与支承方式目前在很多工程中,网架(网壳)一般由专业的钢构公司根据事先假定的边界约束条件进行设计,再将他们算出来的支座反力作为外加荷载作用到下部支承结构中。

把网架(网壳)和下部支承结构分开计算,网架支座相对于下部结构的位移虽然可以通过弹性约束方法模拟,但是由下部支承结构变形带来的支座沉陷等支座本身的变位很难估算准确,算出来的结构内力在某些情况下会与实际情况差别较大,可能会给工程留下安全隐患。

下部结构可能是柱,也可能是梁,也可能是其他结构形式,不仅刚度是有限的,而且具体工程刚度差异可能很大,在这种假定条件下,算出来的杆件内力、支座反力及下部结构内力与采用网架支座刚度为实际刚度且上、下部结构共同工作的力学模型所计算出来的结果肯定是不相同的。

另外,分开计算还割裂了上下部结构的协同工作,使得上、下部结构的周期和位移计算均不准确。

通常网架的支承可以分为周边支承、点支承以及点支承与周边支承混合使用三种方式,周边支承是将网架周边节点搁置在梁或柱上,点支承则是将网架支座以较大的间距搁置于独立梁或柱上,柱子与其他结构无联系。

一文读懂斜交网格结构体系

一文读懂斜交网格结构体系

一文读懂斜交网格结构体系来源:非解构,获授权转载。

超高层建筑按抗侧体系,一般常见的结构体系有:剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构及巨型结构。

而近年来,一种较为新颖的结构体系,斜交网格筒体结构越来越受到欢迎,国内外近年来也建成了多个斜交网格结构的超高层建筑。

作为外框(筒)-核心筒结构的一种升级,为何斜交网格结构受到结构工程设计大牛的欢迎呢?在聊聊斜交网格结构之前,我们先复习下规范中对高层抗震中地震剪力分配的一些要求,也许能说明些问题。

No.1地震剪力的规范要求《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第5.2.5条及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第4.3.12条:规范条文解释:由于地震影响系数在长周期段下降较快,对于基本周期大于3.5S的结构,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。

而对于长周期结构,地震动态作用的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响,但规范采用的振型分解反应谱法只反映加速度对结构的影响,对长周期的结构不全面,出于结构安全的考虑,当计算的楼层剪力过小时,提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求,当不满足时,需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。

看来规范对地震剪力的要求,控制剪重比,要求整个结构承担足够的地震作用,剪重比与地震影响系数的内在联系是:λ=0.2αmax。

这对于单位重量极大的超高层建筑来说就已经是严格的要求了。

但还没完。

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010,第9.1.11条,抗震设计时,筒体结构的框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值应符合下列规定:当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%;此时,各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数1.1,但可不大于结构底部总地震剪力标准值,墙体的抗震构造措施应按抗震等级提高一级后采用,已为特一级的可不再提高。

空间框架结构分类_概述说明以及解释

空间框架结构分类_概述说明以及解释

空间框架结构分类概述说明以及解释1. 引言1.1 概述空间框架结构是指在建筑、工程和航天领域中常用的一种结构形式,它以杆件和节点组成,能够有效地承载和分散荷载,保证结构的稳定性和强度。

通过合理的框架结构分类方法,可以对不同类型的空间框架进行统一的认知与研究。

本文旨在概述和解释空间框架结构的分类问题,并进一步分析其示例以及对未来研究方向的展望。

1.2 文章结构本文分为四个部分。

首先,在引言部分给出了整篇文章的背景和目标,并简要介绍了文章的结构。

其次,在“2. 空间框架结构分类”部分将详细阐述空间框架结构的定义和相关背景知识,并提供两种常见的分类方法。

然后,在“3. 框架结构示例分析”中选取了三个具体案例来进行深入分析,通过实际示例来帮助读者更好地理解不同类型的框架结构特点与应用场景。

最后,在“4. 结论与展望”中总结全文主要内容,并探讨未来研究方向。

1.3 目的本文的目的在于提供一个全面且清晰的概述,使读者对空间框架结构分类问题有一个基本的理解,并通过示例分析来加深对其理论和实际应用的认知。

同时,通过展望未来研究方向,促进相关学术研究和实践工作在该领域的进一步发展。

下文将详细阐述空间框架结构分类及其方法、示例分析以及未来研究方向等内容。

2. 空间框架结构分类:2.1 定义和背景知识:在空间工程领域中,空间框架结构是指用于支持和传输载荷的结构系统。

它通常由一系列相互连接的杆件和节点组成。

空间框架结构不仅具有良好的刚度和稳定性,还能够承受外部负荷并将其传递到基础设施上。

2.2 分类方法一:空间框架结构可以按照结构形式、材料类型、几何特征等进行分类。

按照结构形式分类,可以分为三维桁架、曲面格点壳体以及球面壳体等。

三维桁架是由直线杆件通过节点连接而成的立体网格结构,具有较高的刚度和承载能力。

曲面格点壳体是由曲面杆件和节点组成的表面网络结构,主要用于建筑物屋顶、航天器外壳等场合。

球面壳体是由弯曲杆件在球面上配置而成的轻质结构,适用于大跨度圆顶建筑。

中、欧规范关于圆管相贯焊接节点承载力对比分析

中、欧规范关于圆管相贯焊接节点承载力对比分析

中、欧规范关于圆管相贯焊接节点承载力对比分析*摘要:介绍GB 50017—2017《钢结构设计标准》和BS EN1993-1-8∶2005《Eurocode 3: Design of Steel Structures》中关于支管只承受轴力作用下X形、T形(或Y形)和K形3种平面圆管相贯节点以及TT 形、KK形两种空间圆管相贯节点承载力计算公式。

算例表明:GB 50017—2017中支管受拉时节点承载力大于支管受压时节点承载力,BS EN 1993 - 1 - 8∶2005中弦杆表面发生冲切破坏计算所得的节点承载力远大于弦杆表面发生塑性破坏计算所得的节点承载力,且按BS EN 1993 - 1 - 8∶2005计算的节点承载力介于按GB 50017—2017支管受拉时的节点承载力和支管受压时的节点承载力之间。

关键词:圆管相贯节点;节点承载力;弦杆表面塑性破坏;弦杆表面冲切破坏1 概述近年来,随着我国体育中心、展览中心、航站楼、剧院会场等一大批公共建筑的兴建,空间结构的跨度越来越大,造型也愈加复杂。

钢管桁架结构体系由于其自身独特的受力特点被广泛应用。

圆管和方管截面具有较高的惯性矩及较好的抗扭性能,表面没有凹凸角,外形对空气动力有利,内管封闭不易腐蚀,其对称截面形式使得截面惯性矩对各轴相同,有利于单一杆件的稳定性设计,截面的闭合提高了抗扭刚度,对板件局部稳定性而言,闭合截面也优于开口截面。

同时,计算机数控加工技术使得圆、方管相贯线加工变得非常简单。

在这种前提下,相贯节点体现出许多优越性。

如外观简洁明快,没有外凸的节点零件,次要构件连接方便,不需要增加节点用钢材等。

但结构工程师必须认识到,采用相贯节点的钢管结构与采用其他节点形式的钢管结构相比,显著的区别在于,杆件和节点设计的独立性减小,决定杆件承载性能的材料和几何要素也同时决定了节点的性能。

合理的设计应寻求杆件和节点力学性能的最佳结合点[1 - 2]。

空间异形双向斜交曲面网格钢结构施工工法(2)

空间异形双向斜交曲面网格钢结构施工工法(2)

空间异形双向斜交曲面网格钢结构施工工法空间异形双向斜交曲面网格钢结构施工工法一、前言空间异形双向斜交曲面网格钢结构是一种创新的建筑施工工法,通过采用前沿的设计理念和先进的工艺,能够在保证施工质量的同时提高建筑的整体美观度和结构强度。

本文将对该工法的特点、适应范围以及施工工艺进行详细介绍,以帮助读者更好地了解和掌握该工法。

二、工法特点空间异形双向斜交曲面网格钢结构具有以下几个特点:1. 结构形式独特:采用双向斜交曲面网格结构,使建筑具有流线型的外观和强大的空间感。

2. 结构稳定可靠:通过杰出的设计和施工工艺,能够保证建筑在各种自然和人为因素下具有出色的稳定性。

3. 施工效率高:采用模块化的设计和施工工艺,能够加快施工速度,提高效率。

4. 灵活性强:适用于各种复杂的建筑形态和功能需求,能够灵活地满足不同项目的需求。

5. 造价相对较低:相比于传统施工工法,空间异形双向斜交曲面网格钢结构的施工成本相对较低。

三、适应范围该工法适用于大跨度和复杂形态的建筑,如体育馆、展览馆、文化中心等。

同时,该工法还可以用于节能环保建筑和特色建筑等领域。

四、工艺原理空间异形双向斜交曲面网格钢结构的工艺原理主要包括以下几个方面:1. 结构设计:根据实际项目需求,采用CAD或者三维建模软件进行结构设计,并进行结构分析和计算。

2. 钢材制作:根据结构设计,进行钢材的加工和制作,包括切割、折弯、焊接等工艺。

3. 安装施工:根据钢结构构件的制作情况,进行现场安装施工,包括起吊、定位、焊接和拼装等工艺。

4. 网格加固:对钢结构进行网格加固,提高结构的稳定性和强度。

5. 表面处理:进行除锈、防腐和喷涂等表面处理工艺,提高钢结构的耐候性和美观度。

五、施工工艺在施工过程中,空间异形双向斜交曲面网格钢结构主要分为以下几个施工阶段:1. 地基处理:对建筑地基进行平整和加固处理,确保其能够承受钢结构的重量和荷载。

2. 钢结构安装:根据结构设计和施工图纸,对预先制作好的钢结构构件进行安装,包括起吊、定位和连接等工艺。

含结构节点的地铁车站空间受力分析

含结构节点的地铁车站空间受力分析

2 82
地下空间
第 23 卷
图 1 车站设备层平 面示意图和纵剖面图( 单位: mm)
结点 i 的位移列阵:
{ i } = { wi , xi ,
yi } T =
{ wi, (
w y
)
i
,
-
(
w x
)
i
}T
{ #} = { #x , #y , ∃xy } T = - z
2w x2
,
2w y2
,
2
2w T xy
J3L- 2
杂填 土 可塑状素填土 可塑填积粉质粘土
残积 土 强风化含 砾砂层 中风化含 砾砂层
中风化安山岩
图 4 节点处横断面图 土层物理力学参数
含水量 W( % )
湿重度 &( kN/ m3 )
孔隙比 e
承载力 ( kPa)
表1
直接快剪强度 粘聚力 内摩擦
c( kPa)
%(∀)
40 9
18 0
90~ 110
0 [ k] e =
6EIz l2
0
0
0
4 EI z l
-
EA l
0
0
00
0
EA l
0
-
12EI z l3
0
0
0
-
6 EI y l2
0
12EIz l3
0
0
-
12EIy l3
0
6EIy l2
0
0
0
12EIy l3
0
0
0
-
GJ l
0
0
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斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力分析摘要:斜交网格结构是近些年新出现并被应用的新型结构形式,主要应用于高层及超高层建筑和异型建筑,具有外形美观、受力可靠、抗侧刚度大等优点。

但现在对斜交网格结构的研究还不是很系统,对斜交节点的研究更是少。

由于结构的特殊性,斜交网格结构的节点截面面积小且所受轴力很大,所以节点设计是工程应用中的难点。

这就需要对节点进行特殊设计并辅以电脑设计分析和优化。

本文以大连某观光塔工程为背景,该塔外筒为斜交网格结构,中部收腰,空间构造复杂,空间节点设计具有较大的难度。

本文利用大型有限元分析程序进行实体建模,实现对圆钢管斜交网格空间相贯焊接节点进行设计,并进行静力弹性和弹塑性承载力分析。

以该塔外筒中某典型节点为例分析了在五种不同的载工况下的加载过程的应力分布情况,得出荷载位移曲线,确定节点在各个工况作用下的设计承载力、屈服承载力、极限承载力等信息,明确节点破坏模式。

还分析了节点管、拼接板等各部分的作用及对节点承载力的影响,明确节点的传力模式,分析得出节点主要由管壁和竖向拼接板进行传力,拼接板对节点具有很好的约束作用,对增强节点承载力、节省钢材具有很大的贡献。

本文将该节点与相同情况下的铸钢节点进行比较分析,指出两种节点在传力模式,破坏形态及承载力性能都较为相似。

本文将该类斜交节点与现行钢结构规范中的圆管平面X型节点设计承载力计算公式进行比较分析,明确现行规范计算方法不适于该类节点。

在规范公式的基础上,本文通过改变多个参数进行比较分析,归纳出适用于在一定范围两种工况时计算该类斜交节点极限承载力及设计承载力的计算公式。

本文重点分析了塔中通透区节点与环梁的相互作用。

探索环梁与节点的合理的连接方式,通过对在五种工况下有无连接板、无环梁有连接板、有环梁等节点进行静力弹性和弹塑性承载力对比分析,明确环梁及连接板对节点承载力性能的影响。

研究证明,当节点存在较大的平面外弯矩作用时,环梁和连接板在一定程度上提供了一个侧向支撑点,能有效提高节点承载力,且环梁受力较小,连接板的提高作用大于环梁;当节点存在扭转变形时,连接板对节点承载力影响不大,设置环梁对节点有不利影响。

本文将塔中其他节点进行了设计并计算,通过综合分析得出一些结论和建议,可供设计人员做参考研究。

关键词:斜交网格结构;空间相贯焊接节点;承载力;有限元分析AbstractDiagonal lattice structure,mainly used in high-rise buildings and shaped,are emerging and applied in recent years. It, beautiful shape, reliable force, large lateral stiffness, is a new structure. However,research on the Diagonal lattice structure are not comprehensive, and less diagonal joints. Generally, the diagonal joints cross-sectional areas are small and suffered a large axial force. This is caused by the special structure. So joints designs are the difficulty of engineering applications. It is necessary to special design and be supplemented by computer for design, analysis and optimization.This paper the background of a Tower project, Dalian,diagonal lattice structure for the outer tube, central waist and complex spatial structure.So the welded spatial tubular joints is very difficult to design. Load-carrying capacity performance in the static about the welded spatial tubular joints, used in Diagonal lattice Structure, were elastic and elastic-plastic analyzed and designed by finite element analysis program. The stress distributions in the loading process on the welded spatial steel tubular joint used in the tower were analyzed under multiple load cases. Load-displacement curves are obtained. Design load-carrying capacity, yield load-carrying capacity, ultimate load-carrying capacity of such information under multiple load cases are identified also. The role of joints pipe wall and splice plates were analyze and the impact of load-carrying capacity. Comparative analyses of cast steel joints on the performance in the same case are taken.Comparative analyses with X-uniplanar joint in the existing steel structure design with multiple parameters prove that the code is not suitable for the calculation of such joints. The pape have been summarized in a formula, based on the code, for the ultimate load-carrying capacity and design load-carrying capacity of the welded spatial tubular joints. The paper providesa comparative analysis with formula in the current code, and has been summarized in a formula, based on the code, for the ultimate load-carrying capacity and design load-carrying capacity of the welded spatial tubular joints.The paper also focuses on analysis of the interaction between joints, transparent area in the tower, and ring beam. the rational method to as a whole between the ring beam and the welded spatial tubular joints is studied. Comparative analysis of various forms of joints load-carrying capacity, as with or without plate, ring beam, are taken under five Load conditions. And Ring beam and the plate on the load-carrying capacity performance are clear. The joints load capacity, installation of ring beam and plate, providing a lateral support points, improve significantly, if there is a big role-plane bending moment. The role of plate is more effective.than the ring beam, which bear a small load. However, little effect on the node capacity plate, ring beam have an adverse effect on the node as joints exists torsion.Other nodes in the tower also carried out on the design and calculation. Some conclusions and recommendations are drawn through a comprehensive analysis, that designers can be a referenceKeywords: Diagonal lattice Structure, Welded Spatial Tubular Joint, Load-carrying Capacity, Finite Element第一章绪论1.1 引言1.1.1 课题背景工程介绍本课题来源于大连某观光塔工程,如图1.1所示。

该塔塔高122.5m,采用筒中筒结构体系,外筒为斜交网格结构,内筒为桁架筒。

斜交网格外筒高92.6m,桁架筒高97.3m 。

楼层布置关于外筒直径最小处上下对称布置,楼层标高分别为 6.3m 、10.3m 、14.3m 、18.3m 、74.3m 、78.3m 、82.3m 、86.3m ,标高从18.3m 到74.3m 共56m 高度区间段内没有楼板等为斜柱提供侧向支撑。

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