- 李霆;许敏;熊森;万海洋;余勇;
厦门北站屋盖是双向跨度为132m×220m的大跨抗震超限结构。工程结合建筑造型,沿屋脊设置两端支承于A形巨型塔柱上的大跨度立体钢桁架,在塔柱之间及塔柱与相邻柱间设置了箱形截面曲线预应力框架梁。钢骨混凝土巨型塔柱、大跨钢桁架及箱形预应力混凝土梁一起构成了大屋盖结构的抗侧力体系及主承重体系,形成了巨型混合框架结构体系。工程设计针对这种新型结构进行了静、动力弹塑性分析。为解决巨型钢桁架与钢骨混凝土巨型塔柱的连接问题,采用钢板及预应力筋的双重连接。巨型混合框架结构在工程中得到了成功应用。
2011年07期 v.41;No.331 1-6+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 熊森;李霆;许敏;袁波峰;万海洋;
厦门北站屋盖是体形复杂的新型大跨折板形曲面空间网格结构,双向跨度达132m×220m。为满足建筑造型,首次采用了双向不等高交叉桁架组成的空间网格结构。为解决下弦压杆的稳定问题,采用了竖腹杆贯通节点区并使下弦杆连续穿越竖腹杆的新型圆钢筒节点。通过稳定分析及整体试验证明了这种结构形式是可靠合理的。工程采用了几种带暗节点板加强的新型相贯焊节点,有限元分析及节点试验结果表明这些节点是安全可靠的。工程通过风洞试验及风振分析解决了强台风地区大跨屋盖的抗风设计问题。
2011年07期 v.41;No.331 7-11+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2182K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;李霆;陈兴;魏剑;王毓;钱屹;江红;袁波峰;
我国第一条客运专线——武广客运专线上最大的中间站长沙南站主站房的结构为桥建合一的框架结构,地下1层,地上2层(局部3层)。结构设计特点:站台层桥梁结构采用梁式桥+桥墩(桥台),通过在桥梁(包括正线桥梁)上开孔使上部站房柱直接与桥墩(桥台)相连,有效地减小列车振动对上部候车厅层的楼盖舒适度的影响;进行高架候车厅层49m跨钢桁架楼盖的竖向舒适度和TMD减振分析及现场检测;屋盖采用网架结构(局部为张弦结构),在大跨度处采用两级分叉树状柱支承,分叉树状柱不仅减小屋盖结构跨度,提高结构经济性,而且使结构与建筑完美结合。分叉节点采用铸钢节点,通过有限元分析和足尺试验进行节点设计,确保其安全性和经济性。
2011年07期 v.41;No.331 12-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 763K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 钱屹;李霆;周德良;陈兴;袁波峰;
长沙南站是武广客运专线上的一个大型枢纽站,其A,B区上部大跨钢屋盖为曲面空间网格结构,局部采光顶屋面为张弦梁结构,网格厚度为3.6m;网格结构采用了多点支承,支承结构为钢管柱和多级分叉树形柱。为了满足建筑效果及节点承载力的需要,部分节点采用了铸钢节点,并对该类型节点进行了节点试验和有限元分析;工程通过风洞试验及风振分析解决了抗风问题,归纳了长沙南站屋面工程风荷载的分布规律。工程安装方案采用了改进版的分块吊装法施工,设计中用SAP2000软件进行了全过程的施工模拟分析,并比较了考虑施工模拟工况后对分析结果的影响。介绍了该复杂空间网壳结构的造型、布置、结构建模、节点设计、抗风计算、施工模拟和结构分析。
2011年07期 v.41;No.331 19-23+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;李爱群;周朝阳;王世明;郭向荣;张志强;
长沙南站高架候车厅层跨度为49m的大跨度钢桁架高跨比为1/20,在站场范围内的高架候车厅层楼盖柱与站场铁路桥梁的桥墩相连,包括与铁路正线通过桥梁的桥墩相连。对站场正线通过列车车振和高架层人行荷载所致的高架层49m跨楼盖竖向舒适度进行分析与研究,提出了候车厅楼盖舒适度的评价标准和分析方法,采用多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统对高架层大跨度楼盖进行减振分析与设计。理论分析和大量的现场检测表明:通过采用适当的结构措施,正线通过车致振动下高架层49m跨楼盖舒适度在减振前就满足要求;TMD减振系统有效地改善了楼盖的竖向舒适度,减振前在某些人行荷载下楼盖不满足舒适度要求,采用TMD减振后楼盖舒适度均满足设计要求,具有良好的经济性。
2011年07期 v.41;No.331 24-30+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 陈兴;李霆;周佳冲;江红;钱屹;曹登武;崔亭燕;张慎;
西安北站主站房高架层的平面尺寸达522.38m×182.5m,对温度作用进行了详细分析,并采用m法模拟土体弹簧刚度。通过在高架层设置滑移缝,在高架层长楼梯支座下设置滑动构造等,较好地解决了结构超长问题。钢桁架与柱节点采用外环板形式。屋盖为大跨度、大悬挑的三向交叉网格结构,在树形柱节点中采用了向心关节轴承。
2011年07期 v.41;No.331 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 陈兴;张志强;李霆;李爱群;江红;陈鑫;俞剑锋;马斐;刘康安;
针对西安北站高架层大跨楼盖的振动舒适度问题,建立了整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,对其振动特性进行了研究。以IABSE建议的单人步行激励为基础,考虑行人起步相位角随机分布,提出了楼盖随机人群荷载模拟方法,对该大跨楼盖进行了人行荷载模拟,并通过多点输入和时程分析法对该楼盖进行了振动舒适度分析。据此分析结果对楼盖进行了MTMD减振设计与分析。结果表明,利用该方法设计MTMD减振系统可以有效地控制大跨楼盖的竖向振动,最大减振率达到89.2%,各工况下平均减振率可达44%。
2011年07期 v.41;No.331 40-44+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 袁波峰;李霆;陈兴;江红;
西安北站站台雨棚采用钢管混凝土柱与钢框架梁及钢拉杆组成的斜拉预应力钢框架结构,对钢拉杆施加一定的预应力作为梁的弹性支点。工程采用允许钢拉杆在风负压下退出受拉状态的设计思想,以减小拉杆拉力过大带来的负作用。作为风敏感体系,通过风洞试验和风振分析为结构的抗风设计提供了科学的依据。介绍了该工程的结构选型与布置、节点设计、温度作用分析及结构分析。
2011年07期 v.41;No.331 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1051K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;李霆;熊森;李功标;魏剑;王毓;万海洋;陈晓强;江红;
郑州东站为全高架桥建合一的铁路枢纽站房,建筑面积为40万m2,主站房最大平面尺寸为239.8m×490.7m,为地上3层(局部4层)大跨度、大平面框架结构。站台层桥梁首次采用"钢骨混凝土柱+双向预应力混凝土箱形框架梁"结构,提高了出站层的建筑净空和使用面积,结构具有较好的抗震性能且施工方便。高架候车层采用"钢管混凝土柱+大跨度钢桁架+钢次梁"结构,减轻了楼盖结构自重,有利于在结构高度范围内布置设备,柱顶设置滑动支座的分缝方式简单易行,有效地降低了结构的温度作用,改善了结构抗震性能。在东、西立面将高为15.5m的斜面幕墙三向网格支承结构与屋盖及商业夹层楼盖钢结构相连形成倾斜的跨层钢桁架,解决了78m跨的高架层夹层楼盖的竖向舒适度问题。屋盖采用折梁式空间管桁架结构,结合建筑造型,在屋盖结构的柱顶设置四角锥斜钢管柱以减小屋盖跨度,降低屋盖用钢量,屋盖结构选型与建筑的形态吻合。理论分析和结构试验表明,郑州东站结构体系传力明确,结构安全、可靠,同时具有良好的经济性和使用性能。
2011年07期 v.41;No.331 50-58+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 李霆;周德良;熊森;魏剑;万海洋;
郑州东站站房为全高架桥建合一铁路站房,其轨道层采用"钢骨混凝土柱+双向预应力混凝土框架梁"的结构体系,首次将双向预应力混凝土框架结构应用于铁路桥梁。由于上部结构的矩形钢管混凝土柱要插入桥墩柱,框架梁采用双肋箱梁,显著减小了梁高及柱墩尺寸,避免了普通钢筋及预应力筋在穿柱时与上部钢柱埋入钢骨"打架",保证了传力的可靠性。郑州东站轨道层双向框架式桥梁结构突破了传统单线桥梁的范围,可为同类工程提供参考。
2011年07期 v.41;No.331 59-63+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 李功标;周德良;谭赟;敖晓钦;李霆;许敏;
郑州东站为国内铁路枢纽,其主站房屋盖水平投影面积约106 500m2。屋盖采用双向正交空间管桁架结构体系,最大跨度78m,结构支承于32根树形柱和36根直柱上,部分柱伸入桁架内以提高结构的抗侧刚度。考虑超大面积钢结构安全性、经济性及建筑效果等要求,采取合适的温度作用取值、合理的结构布置及分缝等措施解决了结构设计中的关键难点,同时对节点设计、结构等效风荷载及结构施工监测等关键内容作了进一步研究。结构分析结果表明,屋盖结构安全、经济、合理。
2011年07期 v.41;No.331 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 魏剑;袁波峰;周德良;李霆;张慎;
郑州东站站台雨棚采用置于柱顶双向布置的钢管桁架组成的空间结构,柱顶设置单向或双向分叉的斜撑与钢桁架相接。介绍了工程的结构体系与结构布置特点、结构整体分析及计算。通过数值分析,强化钢结构节点设计,保证了结构整体受力体系的确立。
2011年07期 v.41;No.331 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;李霆;钱屹;张卫;熊森;曹登武;汪心旺;杨世钊;汪秋风;谭赟;赵福令;
杭州东站为桥建合一的大型铁路枢纽站,集站房、国铁、磁悬浮及地铁于一体,建筑外形复杂,建筑面积约为26万m2。主站房为地下1层,地上2层(局部3层)的框架结构,首层(站台层)及以下基本为(预应力)钢筋混凝土结构,首层以上为钢结构。屋盖采用斜倒锥形椭圆钢管柱和斜钢管格构柱+大跨度变截面钢管空间桁架的钢框架结构;最大柱距为46.55m的大跨度商业夹层采用斜倒锥形椭圆钢管柱+实腹钢梁(或蜂窝梁)框架结构;高架层为钢管混凝土柱+钢桁架+钢次梁楼盖结构;站台层中站场桥梁为双向框架钢骨梁+钢管混凝土柱结构,而站台层中线侧为预应力混凝土梁+钢管混凝土柱结构。站房结构体系受力明确、直接,与建筑形态的要求相结合。通过大量的结构分析和必要的结构和节点试验,对复杂结构和节点理论分析进行验证;对候车厅层和商业夹层的大跨度钢楼盖的竖向舒适度进行了初步分析并采用TMD减振;通过设置防震缝降低结构温度作用和提高结构经济性。在确保结构安全性和经济性的前提下,结构设计提升了建筑的使用功能和建筑形态。
2011年07期 v.41;No.331 74-83+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 张卫;赵福令;李霆;周德良;
杭州东站站台雨棚为交叉钢管桁架结构,具有较好的空间性能。为了研究该大跨度空间钢管结构的受力性能,利用规范理论与风洞试验相结合、足尺试验与有限元分析相结合等技术手段,对工程抗风和铸钢节点力学性能等进行了分析研究,在此基础上对该工程大跨度桁架结构的结构布置、节点设计与结构分析进行了介绍,对相似工程具有一定的参考价值。
2011年07期 v.41;No.331 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1018K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;张卫;曹登武;梁净;汪秋风;赵福令;谭赟;杨雪荔;王毓;
太原南站主站房为地上2层(局部3层)、地下1层的框架结构。屋盖结构采用伞状桁架结构+X形钢柱的结构体系,不仅与建筑形态吻合,而且结构受力合理,具有一定的独特性。大跨度高架层和商业夹层采用钢桁架结构,具有良好的经济性和抗震性能。站台层为线侧结构,采用经济合理的预应力混凝土楼盖结构,结构构件布置均匀,截面选用合理,增加了出站厅的净高,体现了混凝土楼盖结构的美观。X形钢管混凝土柱与预应力混凝土梁节点中采用合理的结构措施,确保节点安全。整体分析和对复杂结构构件和节点进行非线性有限元分析表明,结构具有良好的安全性和经济性。
2011年07期 v.41;No.331 89-96+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 周德良;韩舟轮;张卫;
台州火车站站台雨棚采用分叉式钢管柱与双向空间钢管桁架构成的刚架结构,屋盖为人字形柱面网壳。站台雨棚位于台风高发区且为四周开敞的圆柱形屋盖,风载为其主要荷载并通过风洞试验确定。屋盖结构设计时充分考虑风荷载对结构整体稳定的影响,对主要荷载工况作用下的结构进行线性和非线性屈曲分析。合理确定复杂构件计算长度系数、控制重要构件的应力,确保结构的安全性和经济性。选用屋盖构件截面、布置间距以及连接节点时充分考虑外露雨棚结构的美观要求,结构较好地体现了建筑形态和设计理念。
2011年07期 v.41;No.331 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1018K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 李智芳;周德良;吴瑜琨;陈军;周全;
荆州站的站台雨棚建筑造型美观大方,结构也十分合理。次桁架总长450m,通过设置可滑动销轴和主桁架连接,结构温度计算单元最大长度约70m,温度作用大大降低;通过结构创新,采用新型的落水管布置方式,较大地减少了雨水管对雨棚外观的影响,提升了雨棚视觉效果。钢桁架采用整榀吊装的方法安装,而不是采用传统大型构件的高空拼装胎架安装,施工方案新颖。
2011年07期 v.41;No.331 102-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] - 张慎;陈兴;李霆;
针对风洞试验数据处理的复杂性,利用ObjectArx,SAP2000 API以及VC++与MATLAB混合编程技术开发了大跨度屋盖结构风洞试验数据处理系统。系统将MATLAB软件强大的数值分析和图形显示的能力内嵌到VC环境中,用VC友好的人机交互界面实现了大跨度屋盖结构风洞试验数据处理和图形显示一体化,并借助SAP2000API实现了对SAP2000前处理的二次开发,极大地提高了风洞试验数据处理的效率。最后,以北京铁路枢纽丰台站风洞试验数据为例,对该数据处理系统进行了应用验证。
2011年07期 v.41;No.331 106-110+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ]