建筑科学与工程学报060203

	建筑科学与工程学报 JOURNAL OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERING 2006 Vol.23 No.2 P.20-29

国家体育场钢结构设计中的优化技术

范重　刘先明　范学伟　胡纯炀　胡天兵　王喆　

摘　要：针对国家体育场大跨度钢结构中存在用钢量较大的问题,通过对主结构和次结构的布置进行调整,使结构的受力性能与节点构造得到了改善;在板件应力状态分析的基础上,提出了适用于焊接薄壁箱形构件的设计方法;根据主结构与次结构受力的特点,提出合理确定杆件计算长度系数的方法;提出钢结构分段吊装方案,合理确定临时支撑塔架的位置,并考虑安装顺序对结构抗震性能的影响;通过合理选用新型中国产高强钢材,有效地控制了结构自重;在ANSYS软件平台上开发了设计与优化功能,以满足国家体育场复杂大跨度钢结构设计的需求;通过多种布索方案的综合比较,对采用预应力技术的可行性进行了深入的研究.通过对多种优化方法的研究与应用,有效地减小了国家体育场大跨度钢结构的用钢量,并取得了显著的技术进步及社会经济效益.
关键词：国家体育场;薄壁箱形构件;计算长度;安装顺序;高强钢材;软件开发;结构优化;预应力
分类号：TU391　文献标识码：A
文章编号：1673-2049(2006)02-0020-10

Optimization Techniques of Steel Structure Design for National Stadium

FAN Zhong　 LIU Xian-ming　 FAN Xue-wei　 HU Chun-yang　 HU Tian-bing　 WANG Zhe　

作者简介：范重(1959-),男,北京市人,教授级高级工程师,工学博士,E-mail:fanz@cadg.cn.
作者单位：范重（中国建筑设计研究院,北京,100044）　
　　　　　刘先明（中国建筑设计研究院,北京,100044）　
　　　　　范学伟（中国建筑设计研究院,北京,100044）　
　　　　　胡纯炀（中国建筑设计研究院,北京,100044）　
　　　　　胡天兵（中国建筑设计研究院,北京,100044）　
　　　　　王喆（中国建筑设计研究院,北京,100044）　

参考文献：

[1]范重,吴学敏,郁银泉,等.国家体育场大跨度钢结构修改初步设计[J].空间结构,2005,3(11):3-13.FAN Zhong,WU Xue-min,YU Yin-quan,et al.Revised Preliminary Design of Steel Structure of National Stadium[J].Spatial Structures,2005,3 (11):3-13.
[2]范重,范学伟,刘岩.焊接薄壁箱形构件在国家体育场工程中的应用研究[J].工程建设与设计,2005,53(1):21-24.FAN Zhong,FAN Xue-wei,LIU Yan.Application and Study of Welded Thin-Wall Box Section in National Stadium[J].Construction & Design for Project,2005,53(1):21-24.
[3]范重,范学伟,刘先明,等.加肋薄壁箱形构件在国家体育场工程中的应用[J].工业建筑,2004,41(增1):11-18.FAN Zhong,FAN Xue-wei,LIU Xian-ming,et al.Study of Thin-Wall Box Section with Inner Stiffeners in National Stadium[J].Industrial Construction,2004,41(S1):11-18.

收稿日期：2006年3月1日

出版日期：2006年6月30日

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