世界十大歌剧院——广州大剧院工程介绍及节点设计

2014年11月19日 11:04:22

2楼

本帖最后由蓝娃娃于 2014-11-19 11:07 编辑

2 铸钢节点深化设计
2.1 铸钢节点分类及设计难点

本工程铸钢节点可分为如下几类：(1)形状复杂；(2)质量巨大；(3)分肢较长；(4)分肢众多，某些铸钢节点甚至集多种特征于一体。图5给出了四类节点中最典型的节点：DZG27不仅肢管较多、长度和截面尺寸不一，而且相互之间空间关系复杂；DZG20为最重的铸钢节点，其重量为39.55t；DZG3左肢和右肢最大长度之和接近18m，两个长肢的夹角较小；DZG18共有10个分肢，长度和截面尺寸各异，相互之间空间关系复杂，三个较长肢管两两间夹角较小。

图5四个典型的铸钢节点

蓝娃娃

2014年11月19日 11:08:15

3楼

本帖最后由蓝娃娃于 2014-11-19 11:09 编辑

继续抢楼啊

本工程在深化设计时面临的突出难题是铸钢节点的“找形”，即以光滑曲面实现各肢管的平滑连接。本工程采用SolidWorks三维建模。首先利用Tekla Structures建立的整体模型参数，根据倒角半径，将各管肢端部保留一定长度的平直段，而后利用造型曲面将各肢管进行平滑连接，然后对铸钢节点增加实体特征（图6）。本工程中铸钢节点多而不同，对于每个节点都需要进行三维精确建模，工作量非常大。表1给出了各个铸钢节点的重量及汇总数据。

图6 在SolidWorks对铸钢节点进行三维实体建模

蓝娃娃

2014年11月19日 11:10:28

4楼

本帖最后由蓝娃娃于 2014-11-19 11:14 编辑

哈哈哈，还是我啊

表1 铸钢节点重量明细表(t)

2.2 深化设计主要技术要点

2.2.1壁厚的确定

由于满足受力要求的中心区壁厚一般较大，中心区壁厚一般由受力要求确定。肢管壁厚的确定原则是梁与肢管的连接为等强连接，同时肢管壁厚应足够大。为避免壁厚突变引起应力集中，让肢管的壁厚呈线性变化，即由端口至鼓形体壁厚平滑过渡。见图7。

图7铸钢节点壁厚的确定

2.2.2 加劲肋的布置

铸钢节点腔内加劲肋布置原则如下：

（1）节点中心区的加劲肋一般沿节点的最长方向布置，其厚度一般与中心区翼缘厚度相同；若中心区面积过大，一道加劲肋不足以保证节点的承载力，则沿相同方向布置相同壁厚的加劲肋 (图8)。

（2）在距每个管口50mm的距离都设置一道工艺加劲肋；若肢管长度较长，则布置若干道工艺加劲肋，其距离根据计算和铸造工艺确定(图9)。

（3）在各肢管与中心区连接的过渡区域设置一道加劲肋，其形式和尺寸一般与工艺加劲肋相同(图9)。

（4）若肢管较长，应布置若干道受力加劲肋，其位置、间距、形式和尺寸需要根据有限元分析和构造要求确定。

（5）所有加劲肋必须开洞，即加劲肋一般为环形。

(a) DZG2 中心区加劲肋的设置

(b) DZG10 中心区加劲肋的设置

图8 铸钢节点中心区加劲肋的设置

图9DZG2的肢管B的加劲肋的设置

蓝娃娃

2014年11月19日 11:15:36

5楼

本帖最后由蓝娃娃于 2014-11-19 11:17 编辑

还在继续，根本停不下来

2.2.3重量和尺寸超限的铸钢节点的分段和对接

本工程中1/3的铸钢节点尺寸和重量过大，受到国内现有超大铸钢节点铸造水平和一般热处理炉容量的限制，需要将其分段铸造和热处理。四个典型铸钢节点的分段如图10所示。

图10四个典型节点的分段

不同于一般构件的对接，铸钢节点分段的端口一般为非规则形状，而且往往为斜切而成(图11)，焊接坡口的形式、尺寸和位置对于分段的顺利对接有非常重要的影响。从图12可以看到，当两分段为斜切而成时已经产生了一部分坡口，端口上需要另外再开坡口的位置为另一分段自然坡口的相对位置、垂直于切面的位置以及需要进一步加工的自然坡口。当端口为“H”型或“□”型等简单形状时，很容易判断出需要开坡口的位置；然而，当端口为非规则形状时，需要将端口对正后固定好两分段，然后标记出需要开坡口的位置，这样才能开坡口。本工程焊接坡口的形式和尺寸参照图13所示的做法。为方便分段的现场对接，要求在两端口的相对位置焊接耳板。