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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北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN
初步设计阶段为顺利通过抗震设防专项审查，对主站房屋盖进行了下 列专项计算与分析：静力分析：模态分析：线性屈曲分析：非线性屈 曲分析：防连续倒塌分析及大震下的动力弹塑性分析等：施工图设计 阶段根据设计条件变化，在上述分析的基础上对主站房屋盖补充进行 了整体线性静力计算、自振模态分析、地震反应谱分析和重要节点细 部分析等。 计算软件：Midas、Sap2000、Abaqus等 模型简化： 主拱、横梁具有明显的格构式受力特征，故分别建立上弦、下弦和腹板，其中上 弦和下弦用梁单元模拟，腹板用壳单元模拟： V型撑在整体模型中仅考虑中心杆的作用，不考虑拉索作用，拉索预应力的作用 另外进行张拉设计分析： 三角形屋脊纵梁也采用分上弦、下弦和腹板，其中上弦和下弦采用梁单元模拟， 腹板采用壳单元模拟； 抗风索和承重索采用桁架单元，与拱下弦的偏心采用刚臂予以模拟： 標条桁架上、下弦采用梁单元，腹杆采用桁架单元； 室面交义索支撑采用桁架单元
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YD/T 2000.1-2014 平面光波导集成光路器件 第1部分：基于平面光波导(PLC)的光功率分路北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN
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下表列出了主要构件一些关键节点的变形值。其中，拱顶位移限值按拱水平 跨度控制；拱半跨中的位移限值按半跨长度控制：横梁和屋面主標条的位移 均为观察位移点相对于构件支座的相对变形，位移限值按支座间矩控制；悬 挑端位移与跨度的比值按悬挑长度计算。从表中可以看出，各变形均满足要
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主要存在以下两个方面的局部稳定问题： >主构件上下弦截面应满足规范相关的宽厚比和径厚比的要求： >主构件的上下弦接腹板应满足规范相关的高厚比要求
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索种类： 承重索：恒载作用下索力增加，用于抵抗恒载； 抗风索：风吸荷载作用下索力增加，用于抵抗风载： 基础拉索：用于平衡拱脚在恒载下的水平推力。
使主拱主平面内弯矩尽量均匀为原则： 非地震荷载组合下索不退出工作（即不失效）； 分级卸载和张拉以控制拱脚水平位移不超过4mm。
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钢结构及预应力安装（一） 整个安装过程分24步，施工顺序如下：
主站房分为三个区分别为1 区、2区、3区。先从西往东施工 区，然后同时施工2区和3区。2 区从东往西依次安装，3区从西 往东依次安装。平面安装顺序如 左图所示，面施工顺序为高架层 一屋脊主梁一屋面横向梁一斜拱 一预应力支撑体系。
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钢结构及预应力安装（二）
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钢结构及预应力安装（三）
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钢结构及预应力安装（四）
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第22步抗风索和承重索分80%、100%两级张拉到设计值 80%（由中间向两边张拉F、E、G、D、H、C、J、B、K、A轴） 100%（G轴80%张拉完成后由中间向两边张拉F、E、G、D、H、C
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V型撑（预应力压杆）设计
《预应力钢结构技术规程》CECS212：2008中有介绍， 内少有应用：
计算方法： 静力法； 能量法； （北京工业大学陆赐麟教授提出） 有限元法；
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V型撑（预应力压杆） ◆V型撑结构示例：
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关键节点（均用Abaqus软件进行了细部分析）
拱脚铸钢节点 主拱与V型撑莲接节点（焊接） 主拱与屋脊纵梁连接节点（焊接） 横梁与屋脊纵梁莲接节点（焊接） 横梁与V型撑连接节点（焊接）
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屋盖钢结构性能化抗火设计
屋盖钢结构属于大跨度、大空间结构，根据《建筑钢结构防火技术颊 范》CECS200：2006相关规定，采用性能化设计方法，模拟火灾升温， 分析结构的抗火性能，采取有效的防火保护措施，保证结构的安全。
防火保护方案： 方案一：不进行防火保护； 方案二：采用非膨胀型防火涂料（文称厚型防火涂料）或者膨胀 型防火涂料（又称薄型防火涂料）进行防火保护。
防火保护方案： >方案一：不进行防火保护； 方案二：采用非膨胀型防火涂料（文称厚型防火涂料）或者膨胀 型防火涂料（称薄型防火涂料）进行防火保护。
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临界温度法抗火设计步骤
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结构分析的升温工况（一）
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结构分析的升温工况（二
升温工况2：由于高架 侯车层（标高9.000）小商铺 火灾对钢结构柱威胁最大， 实际高架商业区的小商铺可 灵活布置，有限元分析时， 采用将单个格构柱嵌入整体 结构的建模方式，假设极端 最不利情况，即火源就在柱 附近，取火焰的温度为烟气 温度500℃进行计算。
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主站房屋盖顶部钢结构可以不采用防火保护； 主站房屋盖的主拱采用部分防火保护，具体为： 离开楼面高度8m范围内的主拱和V型撑（包括钢索）按1.5小时耐火极限 要求的进行防火保护： 离开楼面8m以上钢柱（包括钢索）可不进行防火保护。
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1、在规定预应力荷载下，高矾索表面涂料完好且高矾索处于良好的受力状态 2、按规定升温曲线上升至500℃，持续90min，炉内平均温度为503℃，高矾 索仍能处于正常工作状态。说明防火涂料起到很好的防火作用，。 3、拉索索具和反力架在耐火试验中表现完好，表明反力架设计合理，施加预 应力后的高索在高温下的试验结果真实可靠。
1、在规定预应力荷载下，高矾索表面涂料完好且高矾索处于良好的受力状态。 2、按规定升温曲线上升至500℃，持续90min，炉内平均温度为503℃，高矾 索仍能处于正常工作状态。说明防火涂料起到很好的防火作用，。 3、拉索索具和反力架在耐火试验中表现完好，表明反力架设计合理，施加预 应力后的高钒索在高温下的试验结果真实可靠。
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风洞试验报告提供的体形系数分布（均小于数值风洞
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缩尺及节点试验试验研究
GB/T 34104-2017 金属材料 试验机加载同轴度的检验BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN
缩尺及节点试验试验研究
立体拱架缩尺试验方案介绍（一） 加载方案 分6个加载步； >第一个加载步施加相当于组合（1.2DL+1.4LL）水平的荷载； >其它每个加载步的荷载增量均为1倍的第一加载步
立体拱架缩尺试验方案介绍（一）
加载点 荷载数值（kN） 1, 4 0.5 2,3,5,8 1 6, 7 2 9, 12 0.9 10, 11 1.7 13, 16 0.6 14, 15 1.2 17, 23 0.4 18，19,20,21,22 0.8
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GB/T 5624-2019 汽车维修术语缩尺及节点试验试验研究