杨书全[1]2004年在《芜湖体育馆屋盖结构的方案设计与研究》文中研究表明桁架拱结构作为大跨度空间结构的重要受力构件因其受力明确,适应各种建筑造型而被广泛应用于各类大跨度体育建筑工程之中,如2000年奥运会的悉尼体育场、2002年日韩世界杯的韩国大求体育场等体育建筑。这类建筑的结构不仅跨度大,而且风格迥异、美观雄伟。虽然桁架拱结构在工程中得到了广泛的应用,但其理论研究却滞后于工程实践。本文以芜湖体育馆屋盖结构为工程背景,对桁架拱结构静力性能和极值点屈曲的分析中采用了几何非线性理论。分析时采用大型有限元软件ANSYS5.7软件包进行进行。杆单元采用LINK8,梁单元采用BEAM188,索单元采用LINK10。结合工程实际主要对圆弧形两端铰接的桁架拱的结构性能和稳定性进行详细的研究。讨论了不同桁架形式及其优缺点。详细分析桁架拱的主要影响因素:桁架高度、桁架网格数、初始缺陷、构件连接方式对结构性能和稳定性的影响;分析不同的荷载形式:跨中集中荷载、全跨均布荷载和半跨均布荷载对桁架拱结构屈曲性能的影响;分析桁架拱的截面形式对结构的平面内和平面外屈曲性能的影响,比较其异同。将高强拉索引入桁架拱结构,全面分析不同布索形式的优缺点和适用性。在理论分析的基础上,结合对芜湖市体育馆大跨度桁架拱结构的钢屋盖工程中的主要结构问题进行讨论分析,比较了不同形式索—桁拱结构的预应力索对桁架拱结构杆件受力、刚度及拱脚支座水平推力的影响,选择了对本工程最优的屋盖结构方案—非预应力的主次桁架拱加环向边桁架的结构方案。结合工程设计,归纳了桁架拱结构设计中关于支座设计、节点设计的有关要点,分析了施工方案优化与屋盖结构设计的关系,提出了合理的结构设计建议;为今后类似的工程设计提供了参考资料。
吴洪, 聂建国, 沈顺高[2]2002年在《芜湖市体育中心体育馆空间桁架屋盖的静力分析》文中进行了进一步梳理介绍了芜湖市体育中心体育馆空间桁架屋盖的结构体型设计及分析计算结果 ,在此基础上得出了一些关于空间桁架结构设计经验 ,可供今后类似结构设计时参考
杜新喜, 陆猛祥, 叶国平[3]2002年在《铜陵一中体育馆联体异形网壳的设计》文中研究指明本文介绍了体育馆联体异形网壳的设计及计算方法,对优选结构方案进行探讨,并运用自编的程序,自动完成杆件的选择,使网壳的性能得到了很大的优化。
王知亮[4]2014年在《宝鸡市游泳跳水馆建筑设计若干问题研究》文中研究表明人类历史发展进程中体育运动一直扮演着举足轻重的角色。人们健康观念提升、社会经济水平发展都推动着体育运动的发展。体育运动发展的同时又带动着体育建筑的兴旺发展。这里就不得不提到游泳跳水场馆，其富有特色的内部功能和极具感染力的表现形式，使其在众多类型的体育建筑中脱颖而出。近几年来，我国游泳跳水运动的推广普及、运动水平的迅速提高、经济水平和文化程度的快速提升都直接推动了游泳跳水场馆的建设；同时，伴随着国际和国内游泳跳水竞技之间交流的增多，人们对游泳跳水场馆的发展和建设也提出了越来越多的要求，也使游泳跳水场馆的研究具有不同于以往的重要性和迫切性。在陕西省筹备第十五届运动会的契机下，宝鸡市游泳跳水馆应运而生。宝鸡市游泳跳水馆是陕西省宝鸡市十二五期间建设的重点社会公益类项目，也是承办2014年陕西省第十五届运动会的重点建设项目之一。该场馆的建设对于加快宝鸡市经济发展、扩大城市对外开放、加快城市基础设施改造、完善城市载体服务功能、推进全民健身活动深入开展、全面提升城市文明程度，都具有十分重要的意义。笔者从研究宝鸡市游泳跳水馆建筑设计实例出发，在现有的理论基础背景前提下，通过实地调研，结合国内外先进案例，深入参与宝鸡市游泳跳水馆设计全过程，对参与设计中遇到的若干问题进行了系统的分析和研究。本文以一般游泳跳水场馆建筑设计和使用中遇到和发现的一些重难点问题为研究切入点，对于本项目中各设计阶段进行了系统性的要点梳理，并提出了各个设计阶段的重难点问题，探索了宝鸡市游泳跳水馆设计中的共性与特性的问题。首先，对国内外游泳跳水场馆的发展及现状进行了分析，提出研究探讨游泳跳水场馆建设的目的和意义所在；并对国内部分游泳跳水馆实例进行了实地的调研和分析，发现、总结并提出目前我国游泳跳水场馆建设和使用所存在的问题。其次，简述宝鸡市游泳跳水馆项目的概况、建设的必要性和其职能定位，并针对普遍发现的典型问题结合宝鸡市游泳跳水馆设计中遇到的典型性问题提出了针对性的设计对策和实施的技术措施。例如，着重探讨游泳跳水馆这类大空间、大跨度体育建筑的外部环境、核心功能、结构技术和外围护体系对场馆设计有何影响以及对设计全过程协作中遇到的问题进行了归纳总结、探讨研究并提出相对合理的解决方法，并希望能为今后的设计提供相关参考，推动我国游泳跳水场馆高速、健康发展。
乔磊[5]2011年在《大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化》文中研究说明薄膜结构作为一种轻质的新型大跨度空间结构,在国内外的应用将越来越广泛。虽然薄膜结构理论不断成熟,但随着张拉薄膜结构尺度不断增大、体系日益复杂,在薄膜结构与支承结构的整体计算、整体形态分析的设计效率、褶皱处理方法、CFD数值模拟风荷载的建模方法和风荷载的精确施加等方面仍存在许多亟待解决的问题。因此,本文针对上述问题,提出了相应理论与方法,完善了大尺度张拉薄膜结构工程的整体分析与设计理论。并结合计算机编程技术、程序优化技术等,完成了膜结构专业软件CAFA1.0向CAFA2.0升级,最后将成果应用于大尺度复杂张拉薄膜结构工程。鉴于现有的梁单元研究成果无法直接应用于本文的有限元计算中,首先详细推导了叁维空间梁单元的几何非线性有限元列式,包括线性刚度矩阵、非线性刚度矩阵、坐标转换矩阵、等效节点内力和节点内力增量等,并利用辅助数组记录节点自由度在总体刚度矩阵中所处的最小行号,实现了混合自由度单元刚度矩阵的组装。然后,本文针对大尺度张拉薄膜结构工程中的关键问题,提出了整体形态分析的定力定形单元法、从局部到整体的叁步设计法、改进的修正本构矩阵法和小面模型法,具体内容如下：1)张拉薄膜结构工程整体计算应考虑形态分析中薄膜结构与支承结构的相互作用。现有的整体形态分析方法均无法保持膜面形状控制点空间位置基本不动。因此,本文提出了整体形态分析的定力定形单元法,第一步,用定力膜单元和索单元(材料弹模为小杨氏模量)分别模拟膜和膜面索,用定形索杆单元(材料弹模为杨氏模量)模拟支承体系中特殊的索和杆,用梁单元(材料弹模为杨氏模量)模拟梁构件,建立整体数值模型,进行一次形态分析；此过程中,在每一计算步求解方程组后,根据获得的节点位移,定力单元将更新位移变形而内力(应力)不变,定形单元将更新内力(应力)而保持位形不变。第二步,在第一步获得的形状和内力的基础上,释放定形单元,即计算过程中每一迭代步都更新位形和内力,其他单元情况与第一步相同,继续进行二次形态分析。该方法能考虑索膜结构与支承结构之间的相互作用,又能满足膜面形状控制点空间位置基本不动和膜面设计应力状态的要求。通过与ANSYS计算结果的对比,验证了这种方法的正确性和优势性。2)利用定力定形单元法进行整体形态分析时,计算一次获得的结果并不一定达到设计要求,经常需要不断重复预应力估算和分析计算两个过程,才能获得满意的结果。这对于大尺度复杂张拉薄膜结构来说,设计效率很低。为此,提出了从局部到整体的叁步设计法,首先不考虑支承结构,对索膜结构的典型单元,利用先试算后调整的方法,重复几次膜面索的预应力预估和分析计算两个过程,即可获得较合理的分析结果；然后根据该结果的膜面索预应力,按照相同功能类型索的拉力线密度基本相等的原则,向其他结构单元的膜面索施加预应力,并对支承体系中的特殊构件进行定力或定形的处理,建立包括支承结构的整体数值模型；最后,采用定力定形单元法进行分析计算,经历几次不合理形态处膜面索预应力的微调,获得满足建筑要求的形态分析结果。该方法打破了凭借经验预估膜面索预应力的找形模式,而且将重复计算的对象由整体大模型变为局部小模型,显着提高了工程设计的效率。利用该方法,重新对芜湖体育场屋盖挑棚结构进行了验证性分析与设计。3)大尺度张拉薄膜结构整体荷载分析时不能忽略膜材的褶皱对结构受力性能的影响。褶皱的出现使得膜面部分区域的应力低于或高于设计值,将导致结构局部刚度降低或膜材产生较大的应变和徐变。工程设计时一般利用修正本构矩阵的褶皱处理方法考虑膜材褶皱的影响。然而,在单向褶皱条件下,采用现有的修正本构矩阵法计算所得的第一主应力可能为负值,与实际情况不符,而且计算收敛困难。因此,本文提出了改进的方法,并通过实际工程算例对比改进前后的分析结果,发现二者具有一定的差异,改进后的方法符合膜材不能受压的特性,收敛较快。4)风荷载是薄膜结构设计的控制荷载之一。利用CFD方法计算作用在薄膜结构上的风荷载时,现有方法无法快速准确地模拟薄膜曲面,也无法将计算结果精确施加到结构上。为此,基于有限元的离散概念,提出了小面模型法,即直接利用有限元网格生成小面模型的曲面建模方法。该方法能够较准确地模拟膜曲面,而且使结构上每个节点的风压值均可以在CFD计算结果中找到对应数据。在此基础上,通过编制AutoCAD与ANSYS、ICEM、CFX5的数据接口程序,实现了四者自动运行获得风荷载的数值模拟技术,节省了建模时间,提高了数值模拟的效率。将芜湖体育场的分析结果与已有实验的结果进行对比,验证了此数值模拟技术的高效性和准确性。并且编制了上下表面风压分布系数处理和风荷载施加子程序,实现了张拉薄膜结构分析中风荷载的精确施加。此外,本文将以上所提方法,结合数组编写原则、一维变带宽存储刚度矩阵的线性方程组叁角分解法和RCM网格节点编号优化算法等方法,使薄膜结构分析软件CAFA1.0升级为CAFA2.0,成功实现了大尺度张拉薄膜结构整体分析和风荷载CFD数值模拟计算一体化软件的开发,分析功能和计算效率得到显着提高。CAFA2.0仍以AutoCAD2002软件为平台,采用ObjectARX和Fortran语言工具,包括模型建立模块、形态分析模块、自振分析模块、荷载分析模块和裁剪分析模块。对青岛颐中体育场薄膜屋盖结构进行了整体形态分析、自振分析和荷载分析,结果表明,CAFA2.0软件可以较好地适应大尺度张拉薄膜结构工程分析与设计。
尹思明, 胡瀛珊, 刘旭, 董绍云[6]1997年在《西昌铁路分局体育活动中心多次预应力钢网壳屋盖结构设计与研究》文中研究指明西昌铁路分局体育活动中心屋盖采用了“四加叁卸”,加载顺序的多次预应力钢穹网壳新型空间结构。设计时确定了预加应力体系结构的方案,配置了合理的预加力值,制定了可行的张拉工艺;施工时进行了张拉监控和结构检测。实践证明该结构是一种高效、经济、安全、新颖的大跨空间承重结构体系,值得进一步研究推广。
刘文明[7]2013年在《中小城市体育馆功能与空间配置研究》文中提出中小城市体育馆是中小城市中较为重要的公共建筑，其承担着比赛观演、全民健身、集会会议等多项职能。随着我国城市化进程的加快，中小城市正快速的发展，面临着前所未有的机遇与挑战。由于大城市发展的饱和，中小城市无疑将是未来发展的重点，中小城市的体育事业更是急待发展。我国的人均体育场馆数量尤其是中小城市的人均体育场馆数量与欧美等发达国家相比仍存在巨大的差距，中小城市体育场馆建设还有待不断的完善与发展。论文以中小城市体育馆功能和空间作为研究课题，以其需求作为切入点，通过对我国中小城市的实地调研，并结合国内外的实际案例以及实际项目创作经验的总结和提炼，建立了中小城市体育馆功能与空间配置的系统框架。本文首先全面的解析了中小城市体育馆的特点，总结了中小城市体育馆的发展动因和群众需求，以及其与大城市体育馆的主要区别。并在此基础上，根据实地调研和资料调研等研究方法提出了中小城市体育馆的功能配置策略。进而结合创作实践，对设计过程中涉及到的重要问题进行归纳和总结，整理出中小城市体育馆主体空间，观众休息厅空间，辅助用房空间和室外空间的设计对策。全文理论结合实践，以实地调研为基础，同时在研究过程中借鉴了大城市体育馆和少数体育场以及其他相关学科的研究成果，比较全面完整地论述了中小城市体育馆功能和空间的设计对策和基本要点。通过调研分析目前我国中小城市体育馆设计中的不足，探讨中小城市体育馆合理功能与空间配置对策，是对我国中小城市体育馆设计的探索和反思，并对以后的中小城市体育馆设计提供了有利的借鉴。
王奇[8]2010年在《体育场挑篷结构抗震性能及减震研究》文中指出体育场挑篷结构是一种复杂体型建筑结构形式,设计难度大。目前,国内外学者对于挑篷结构的研究主要集中在风荷载响应及人群荷载引起的楼面振动上,而对于其在地震作用下的响应研究略显不足。本文以济南奥林匹克体育中心体育场看台为研究背景,通过地震模拟振动台试验和精细的结构分析,对挑篷结构的抗震性能进行了深入的研究。通过设置位移型软钢阻尼器(HADAS)对结构进行耗能减震控制,有效地减少了结构的地震响应。对济南奥林匹克中心体育场部分主体结构1/20模型进行模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在当地多遇、设防、罕遇地震作用下的响应。试验中,着重分析了挑篷结构在竖向地震激励下的响应,通过量测挑篷测点的位移、速度、加速度等参数,揭示了挑篷结构在高位支撑时,其竖向地震作用效应(节点加速度响应)放大多达几倍到十几倍这一重要现象,设计中应注意提高挑篷结构支座的强度要求。对模型结构的有限元理论计算分析,进一步揭示了结构的地震响应规律,与振动台试验结果吻合较好。通过水平向及竖向静力弹塑性分析,揭示了结构产生塑性铰的顺序,改进的能力谱法进一步验证了结构的抗震能力。针对挑篷结构对于竖向地震动敏感的这一特性,建立了多模态组合的竖向静力弹塑性分析方法,特别提出了在竖向静力弹塑性分析时考虑高阶模态的贡献,计算结果显示,若采用传统的单阶竖向模态加载模式,会使计算结果明显偏于不安全,因此建议对挑篷这类结构进行竖向静力弹塑性分析时,宜采用多模态组合的加载模式。将多维虚拟激励法进一步应用于挑篷结构的多维地震随机响应分析中。详细介绍了多维地面运动功率谱密度函数模型及其参数,给出了均值响应和峰值响应的评估方法,比较了挑篷结构在单向和多向地震动输入下的关键节点位移反应,计算结果表明,多维地震动会明显加大结构的响应。将虚拟激励法的计算结果与时程法的进行比较,两者的计算结果吻合较好。多维虚拟激励法作为一种高效的随机振动分析方法,为对大型体育场挑篷这类结构进行多维地震随机振动分析提供了有效的途径。对施加位移型软钢阻尼器的模型结构进行弹塑性时程分析,比较设置前后结构的塑性反应。结果显示,无论是从钢结构挑篷杆件塑性铰的出现情况,还是从杆件的地震响应,以及不同位置的阻尼器滞回曲线,都可以看出阻尼器有效地吸收了一部分地震动传给结构的能量,减少了其地震响应。通过模拟分析,验证了位移型软钢阻尼器对于挑篷这类结构的耗能减震的效果,为今后同类结构的耗能减震设计提供一定的参考依据。
刘锡良[9]1994年在《我国平板网架结构的发展现状》文中研究说明本文总结论述了我国迅速发展的平板网架结构,并详细对结构的形式、连接方法、计算分析、施工与质裣、以及屋面材料、支座形式和防火、防锈涂料等方面发展状况进行了评述,最后还列示了有代表性的几十个典型工程实例。
马克俭, 黄勇, 安竹石, 肖建春, 江绍飞[10]1997年在《几种预应力局部单层网壳结构的研究、设计与应用》文中研究指明本文介绍叁种类型的预应力局部单层网壳结构的研究、设计与工程应用。通过工程实践,讨论它们的构造与力学特点及其良好的技术经济指标。
参考文献：
[1]. 芜湖体育馆屋盖结构的方案设计与研究[D]. 杨书全. 清华大学. 2004
[2]. 芜湖市体育中心体育馆空间桁架屋盖的静力分析[J]. 吴洪, 聂建国, 沈顺高. 工业建筑. 2002
[3]. 铜陵一中体育馆联体异形网壳的设计[C]. 杜新喜, 陆猛祥, 叶国平. 钢结构工程研究（四）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集. 2002
[4]. 宝鸡市游泳跳水馆建筑设计若干问题研究[D]. 王知亮. 西安建筑科技大学. 2014
[5]. 大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化[D]. 乔磊. 北京交通大学. 2011
[6]. 西昌铁路分局体育活动中心多次预应力钢网壳屋盖结构设计与研究[C]. 尹思明, 胡瀛珊, 刘旭, 董绍云. 第八届空间结构学术会议论文集. 1997
[7]. 中小城市体育馆功能与空间配置研究[D]. 刘文明. 哈尔滨工业大学. 2013
[8]. 体育场挑篷结构抗震性能及减震研究[D]. 王奇. 浙江大学. 2010
[9]. 我国平板网架结构的发展现状[J]. 刘锡良. 钢结构. 1994
[10]. 几种预应力局部单层网壳结构的研究、设计与应用[C]. 马克俭, 黄勇, 安竹石, 肖建春, 江绍飞. 第八届空间结构学术会议论文集. 1997