大型复杂结构设计实例介绍-青岛北站结构设计综述-钢协观摩会.pdf

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大型复杂结构设计实例介绍-青岛北站结构设计综述-钢协观摩会.pdf简介:

青岛北站,作为大型复杂结构设计的典范,是中国高速铁路建设中的标志性工程之一。这座火车站位于中国山东省青岛市,是京沪高铁、青荣城铁、胶济客专的交汇点,其结构设计精密而独特,充分体现了我国在建筑技术和工程设计上的高水平。

设计综述: 青岛北站的结构设计主要采用了大跨连续梁结构,结合预应力混凝土和钢结构,实现了结构的轻质、高强和大跨度。站房主体采用钢结构,具有较高的抗震性能,同时也能抵抗青岛海洋性气候的影响。站台设计为无缝线路,提高了列车运行的平稳性和安全性。此外,结构设计还充分考虑了节能环保,如利用自然光和风,减少了能源消耗。

钢协观摩会简介: 钢协观摩会,即中国钢铁工业协会组织的一次专业性观摩活动,旨在让行业内的专家、学者和工程技术人员实地考察和学习青岛北站的钢结构设计与施工技术。通过这次观摩会,参与者可以深入了解这座大型火车站的详细结构,包括材料选择、施工工艺、节点设计等,同时也为行业内的技术研发和工程实践提供了宝贵的经验借鉴。

观摩会通常会邀请国内外知名的结构工程专家进行讲解,分享设计与施工中的创新点和解决难点的方法,同时也可能对青岛北站的施工过程和效果进行实地考察,以提升我国在大型复杂结构设计和施工领域的技术水平。

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缩尺及节点试验试验研究

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立体拱架缩尺试验方案介绍(四)

缩尺及节点试验试验研究

下弦应变片布置 》右图红色杆件两端(节点区外) 每个截面贴上、下表面各一个 共计10个杆件CECS 158:2015 膜结构技术规程,40个测点,

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缩尺及节点试验试验研究

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整体结构缩尺模型试验现场

缩尺及节点试验试验研究

随着荷载级数从1级到5级得过程中,节点位移基本成线性变化,结构处于弹性阶段,当 荷载增加到第六级时,由于拉索失效,曲线斜率突然变大。

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整体结构缩尺模型试验现场

缩尺及节点试验试验研究

电算分析,对比有索和无索条件下,结构在1.32恒荷载+1.54活荷载作用下的最大位 移和最大应变如下表所示:

(1)拱主要承受轴力和面内弯矩作用,其中中间拱的轴力和弯矩较边拱的轴 力和弯矩大。 (2)横梁主要承受轴力、面内和面外弯矩,其中边横梁的轴力和面外弯矩较 中间横梁的轴力和面外弯矩大,而边横梁的面内弯矩要较中间横的面内弯矩小。 (3)相比有索条件下的结构,无索条件下的变形和内力增大,同时受力方式 也发生了变化,但是结构仍然具有一定的抗变形能力。 (4)索对提高结构的整体刚度和承载力作用比较大,

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式验目的 为了研究异形截面的受力机理、承载能力和变形。 分为横梁异形截面和拱异型截面

缩尺及节点试验试验研究

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缩尺及节点试验试验研究

试验测量表明,对竖向力达到1000kN时,下弦和腹板位移为0.2mm和1.1mm。竖向力达到 1200kN时,下弦和腹板竖向位移为0.4mm和1.8mm。说明横梁异型截面工作性能较好

试验测量表明,对竖向力达到1000kN时,下弦和腹板位移为0.2mm和1.1mm。竖向力达至 1200kN时,下弦和腹板竖向位移为0.4mm和1.8mm。说明横梁异型截面工作性能较好

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缩尺及节点试验试验研究

试验测量表明,对竖同力达到1200kN时,下弦中部和底部位移为0.15mm和0.2mm。鉴 到1700kN时,下弦和腹板竖向位移为0.3mm和0.4mm。说明拱异型截面工作性能较好,

试验测量表明,对竖同力达到1200kN时,下弦中部和底部位移为0.15mm和0.2mm。 到1700kN时,下弦和腹板竖向位移为0.3mm和0.4mm。说明拱异型截面工作性能较好

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缩尺及节点试验试验研究

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缩尺及节点试验试验研究

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缩尺及节点试验试验研究

加载至极限荷载时,节点大部分区域 已经进入了塑性区,应力最大区域位于屋 脊的中心交点处。

加载至极限荷载时,节点大部分区域 已经进入了塑性区,应力最大区域位于屋 脊的中心交点处。

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缩尺及节点试验试验研究

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缩尺及节点试验试验研究

轴心受压过程中,当荷载由OkN增大 到1000kN时,整个节点处于弹性阶段,计 算结果和试验结果非常接近。

轴心受压过程中,当荷载由OkN增大 到1000kN时,整个节点处于弹性阶段,计 算结果和试验结果非常接近。

偏心受压过程中,计算极值为2.6倍 标准荷载值,试验结果为3.22倍标准荷载 值,两者均在2.5倍以上,节点整体表现 出良好的延性和受力性能

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缩尺及节点试验试验研究

加载至极限荷载时,节点大部分区域 已经进入了塑性区。

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》高架候车层楼盖总建筑面积为24000平米,候车层楼盖体系由实腹工字钢梁 和Y型钢柱组成,东西两端楼板由钢管柱支承。 >东西广厅采用混凝土结构体系

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>候车层楼盖所受荷载:

>候车层楼盖所受荷载:

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采用MIDAS对候车层进行计算分析,经验算候车层构件均满足设计 求,构件截面如下: 梁截面列表

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>候车层楼板沿股道方向总长为195.2米,垂直股道方向整体分析时温 度荷载产生的变形很大,所以在沿垂直股道方向接近楼板中部设一道 温度缝,温度伸缩缝位置及节点作法如下图所示:

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Y型柱如下图所示,计算时不考虑外包混凝土对钢柱的作用,混凝土 台只作构造配筋设计。Y型柱交叉点处焊接较为复杂,故采用铸钢节 点。

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采用ABAQUS软件对铸钢节点进行节点受力分析,应力云图如下:

节点处最大应力为223.4Mpa<300Mpa,满足设计要求

点处最大应力为223.4Mpa<300Mpa,满足设计要求。

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经计算结构的局部坚向前两阶坚向振动频率在2.5~3.2HZ之间;而人的一 般步行频率为1.5Hz~3.2Hz;因此在大量人群在结构上活动时,容易造成共 振。其局部振型图如下所示:

局部1阶(2.5458Hz)

局部2阶(2.6005Hz)

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共布置32套减振装置,TMD1型号阻尼器12套,TMD2型号阻尼器20套。

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各工况作用下结构加速度峰值

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各工况分析结果对比(加速度峰值。

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各工况分析结果对比(加速度时程

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观景平台在候车层西面(标高17.100米),由实腹工字钢梁和钢管租 组成,建筑面积约2220平米,示意图如下:

KGL1 H1500X400X25X50 L1 HN300X150X6.5X9 圆钢管混凝 900X20 土柱

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DB62/T 3024-2018标准下载>观景平台模态分析得结构自震周期及频率如下:

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经模态分析计算得第4模态时结构为竖直方向振动,其振动图如下所 示:

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模态自振频率为1.9Hz,不满足《城市人行天桥与人行地道技术规范》 .4中规定的3Hz的舒适度要求,采取TMD减震措施,并补充进行了人员 走激励下的舒适度计算。

观景平台TMD布置如下图所示:

GBT 33780.1-2017标准下载北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN

分别取结构在不同工况下的三个最大响应点:节点306(左侧区域)、节 点474(中间区域)和节点629(右侧区域)进行减振后加速度最大响应的对 比。结构加速度峰值如下表所示:

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