摘要：以建立弯曲应力为零、薄膜应力最小的曲面为目标,提出了一种基于计算机辅助几何设计(CAGD)的一体化有限元建模技术与造型优化方法。该方法通过参数联动、模型自动更新等功能,实现了计算机自动进行自由曲面建筑造型的目的。利用软件自身的二次开发功能,建立了一套CAD软件与有限元软件协同建模与造型优化设计系统。该系统包含了三维参数化动态有限元建模中的若干关键技术,如CAD/CAE集成方法、基于应变能的空间结构优化以及有限元模型的参数驱动方法等。该系统可通过调整设计参数(约束条件,空间条件)得到多种合理曲面形态,同时也可以对建筑意图所设定的初始形状进行修改,为基于性能化的自由曲面建筑造型设计提供新的方法。该系统可利用建筑设计所提供的初始曲面形状进行合理的参数定义,在此基础上通过若干次优化修正,改善结构的力学性能。

摘要：将风速时程作为数值风洞的入口边界条件,采用非稳态计算方法,获得了世博轴索膜结构的表面风压时程。将该风压时程的统计平均值与采用稳态计算得到的平均风压做比较,验证了前者的准确性。分析结果表明:利用数值风洞非稳态计算获得的阵风系数将比现行《建筑结构荷载规范》中的数据更能反映脉动风的空间分布特性;由于风速模拟和数值风洞分别考虑了风荷载时间和空间的相关性,动力时程分析又包含了结构高阶振型的影响,将非稳态计算得到的风荷载时程直接加载到有限元模型上进行动力时程分析,与采用风振系数的等效静力风荷载方法相比,能较好地反映结构的实际风振情况。

摘要：世博轴及地下综合体工程是2010年上海世博会园区标志性建筑之一,其顶棚结构由阳光谷钢结构和索膜结构组成。索膜顶棚采用了连续张拉式柔性结构体系,具有大跨度、大位移、几何非线性特征较强等特点。通过研究膜材安全系数的取值、风致响应、膜面位移控制的取值方法等问题,明确了膜结构的设计原则。通过多个程序的计算分析,研究了膜材的长、短期荷载组合下的应力、变形。膜面最大应力满足设计要求,最大位移不影响建筑使用。通过结构在小风下的膜面位移分析、局部倒塌分析,论证了结构的舒适性、安全性。

摘要：上海世博轴索膜结构的设计经历了多种方案的比选。以世博轴特大型张拉索膜结构的设计过程为主线,采用非线性有限元方法对该项目各种方案的结构响应进行计算。结构选型提出了无谷索方案、有谷索方案、重锤方案以及内桅杆方案,对比分析了四种方案结构的受力和变形特征,研究了世博轴索膜结构的受力性能变化与方案演变过程,确定结构最终方案为内桅杆体系。并依据自重、弹性模量、泊松比以及支承等因素对结构性能的影响进行了参数分析,分析结果表明:结构体系是影响系统力学性能的主要因素,弹性模量、泊松比等材料属性对结构的整体性能的影响很小;当膜面跨度较大或使用较重的膜材时,建议在找形阶段应考虑自重的影响;为避免计算假定与实际情况脱节,对于柔性支撑体系建议采用整体模型进行分析。

摘要：世博轴及地下综合体工程为2010年上海世博会园区标志性建筑之一,其顶棚结构由阳光谷钢结构和索膜结构组成。针对阳光谷体型尺度大、曲面空间复杂、悬挑跨度大、三角形网格组成的单层钢结构体系的特点,结构设计进行了多遇地震作用下的弹性分析、反应谱法罕遇地震作用分析、罕遇地震作用下结构的弹塑性时程分析。分析结果表明,阳光谷结构不仅在各种荷载组合工况下处于弹性工作状态,并且具有较好的抗震性能,达到了大震弹性的抗震能力;结构的控制荷载主要为风荷载;结构传力途径丰富,具有良好的承载能力。

摘要：索膜结构的关键构件和节点的设计是整个世博轴工程的重要技术环节,节点设计不仅要满足自身的受力要求,而且必须符合结构整体协同工作的要求;节点构造的设计充分体现了结构在受力安全、建筑美学、制作工艺等各项专业的综合技术.本工程的关键节点设计充分结合了世博轴索膜顶棚跨度大、位移大、几何非线性特征较强等特点,研究创新了一系列的节点构造,采用有限元进行细部计算分析,并且通过结构试验和测试,论证了结构的关键构件及节点设计不仅满足建筑美观要求,又在结构上富含技术特点.

摘要：通过对中国、德国、日本、美国、欧洲索膜设计标准中膜材安全系数的研究、比较和探讨,综合考虑膜材接缝和连接的方式、荷载方式、长期荷载、双轴强度、污染和老化、高温影响、撕裂强度等因素对膜材安全系数的影响,同时结合世博轴索膜顶棚跨度大、位移大、几何非线性强、膜材强度高等结构特点,确定了PTFE膜材及其接缝和连接合适的长期、短期荷载组合下的安全系数,保证结构的安全可靠.

摘要：上海世博会世博轴膜结构采用连续张拉结构,包括膜面系统和膜面支点系统;索结构采用平行钢丝绳外包PE,分为结构索和膜面索。重点介绍世博轴索膜结构、阳光谷钢结构的深化设计及安装。指出阳光谷钢结构安装采用节点工厂制作,现场散拼成"个"字形分块吊装,临时连接,逐环安装,闭环后焊接的安装方式;索膜结构安装主要解决索张拉和膜安装两个问题。世博轴工程的设计安装涉及到施工技术领域的新思路、新工艺。

摘要：上海世博轴索膜结构屋顶是迄今为止世界规模最大的连续张拉索膜结构,总长度约840 m,最大跨度约97 m,膜面总面积64 000 m^2,整个结构体系由31个外桅杆、19个下拉点以及58个与阳光谷的拉接点组成。膜材采用世界最高强度等级(PTFE)A级膜,最大的膜单片面积达1780 m^2,膜面设计应力5 kN。介绍超大跨度、超高应力的连续张拉膜结构的先期定型,折叠膜面地面展开,多点提升快速就位,单块膜面分步牵引,相邻膜面同步张拉的施工技术,取得了良好的效果。

摘要：上海世博会世博轴膜结构采用连续张拉结构，包括膜面系统和膜面支点系统；索结构采用平行铜丝绳外包PE．分为结构索和膜面索。重点介绍世博轴索膜结构、阳光谷钢结构的深化设计及安装。阳光谷钢结构安装采用节点工厂制作，现场散拼成“个”字形分块吊装，临时连接，逐环安装，闭环后焊接的安装方式；