主办机构：轩锐结构研究院
教学性质：空间结构设计实战
教学宗旨：宁缺毋滥、宁精勿杂
开课时间：2018/01/18
正式报名：2017/12/17
注：凡是报名本期课程的学员，将赠送轩锐空间异型实战班全套视频及资料
授课安排：总课时23节，每节课2.0h，定于每周二、四、六晚上八点到十点
教学软件：CAD三维
Sap2000：美国CSI软件公司系列软件之一，大型通用有限元分析计算程序，由曾任伯克利分校结构和力学分部主席威尔逊主持开发，已有近半世纪悠久历史。“质量源”概念、“CQC”组合方法，均由威尔逊教授早年提出，并写入包括中国在内的多国规范。“工欲善其事，必先利其器”。
作为空间异形结构分析，Sap2000无疑是设计师驰骋职场、解开难题的手中宝剑。
授课老师介绍：刘老师，从业年限30余年，工程力学副教授，教授级高工，曾在某上市钢构公司任职、多家钢构公司总工程师，兼任复杂工程项目总工和技术总监，既有力学教学理论，又有设计施工实践经验；擅长空间大跨度及预应力张拉结构体系的整体方案制定、体系分析与验算工作，大型复杂工程项目的作业指导、吊装工艺设计和施工力学的研究与应用。熟悉钢结构产品的设计、制作和安装的工作流程以及技术和检验标准。在国家级刊物发表论文多篇，钢结构安装实用新型发明专利5项，系统掌握空间结构体系的静动力分析理论，概念清晰，且有手算能力，弹塑性力学、结构动力学、稳定理论、结构抗风抗震理论及数学、有限元理论基础扎实。掌握结构多自由度体系振动的固有频率和振型分析的严格理论，熟悉利用计算机程序验算复杂空间结构的有限元程序原理。了解行业发展与技术前沿动态，保持与清华大学、天大、浙大及业界知名专家的联系，更新观念开拓视野，注重理论与实践的结合，不断总结学习并创新。在工程设计中大胆采用新型结构体系，探索大型复杂钢结构吊装过程中的施工力学和时变力学问题及其应用。
设计的工程实例：沈阳体育学院新址体育场看台罩棚、葫芦岛客运站屋盖、吉林广电演播厅屋盖，沈阳铁西体育场，湖南长丰办公楼钢结构，天津的门球馆屋面张弦梁，广东省18个系列城铁站，辽宁台安游泳馆等等（工程太多不一一列举）。
本课程特色：1、在线直播（课程采用在线直播授课）
2、理论结合实战（将结构设计理论与实际案例相结合）
3、案例典型（讲课所讲案例均为各空间类型的常见典型）
4、案例全流程讲解（案例讲解从CAD三维建模到SAP2000分析到出图绘制再到节点手算，全部详细讲解，让学员能够真正掌握）
5、课时较长（总课程长达2个月）
6、答疑服务（报名本次课程即可享受到答疑服务）
本课程适用人群：1、从事普通钢结构设计，想接触稍高难度的空间结构的朋友
2、从事混凝土设计，想学习空间结构，提高自身竞争力的朋友
3、从事常规空间钢结构设计，想提高空间结构设计水平的朋友
报名请联系客服QQ：1513019576
轩锐空间结构提高班教学内容：
1、什么是空间结构？空间结构所涉及的基本结构类型介绍（基本结构包括：立体桁架、拱结构、张弦梁、弦支穹顶等张拉整体结构等）。大跨度空间结构体系还可基本上分为三大支系：刚性体系、柔性体系和杂交体系。
2、空间结构设计的一般过程，结构性状，结构控制，结构设计策略。
3、用cad进行三维空间建模，模型线图转化为dxf格式导入分析软件。
4、Sap2000分析软件介绍，有限元原理。
5、立体桁架结构的基本类型，整体稳定、经济高度、立体桁架平面外刚度、支座设定、上弦支承和下弦支承。
6、荷载的布置原则，集中力、线分布荷载、面分布荷载按结构类型布置原则。
7、地震作用分析方法的选取原则，质量源、振型分析及组合概念，结构阻尼比及取值。
8、立体桁架结构建模，荷载施加原则，整体稳定稳定确定后的杆件验算，支座节点设计。
9、张弦梁，杂交结构特征，大跨度空间结构引入现代预应力技术，张弦梁的由来，组成张弦梁的各部分作用性能，普通张弦梁的上部钢性梁、下布拉索的线型确定。
10、张弦梁结构建模，荷载及荷载组合，模型调整，找力，找形，杆件验算，撑杆及支座节点构造和计算，预应力确定及施加，张弦梁结构特征及防止拉索工作中松弛而退出工作措施，施工时的预应力设计值确定。
11、预应力立体桁架，体內布索，可降低保证整体稳定的桁架高度，整体分析，杆件验算，支座节点设计。
12、轮辐式空间结构建模，体系方案确定，下拉杆布置，整体分析。杆件验算，撑杆节点和拉杆节点设计。
13、吊挂结构设计原则，结构布置与选型、塔柱设计，拉索预应力值选用。荷载施加，结构计算，整体稳定分析，钢结构施工图绘制。
14、钢结构与混凝土结构的整体协同分析介绍。非经典阻尼矩阵概念，作为介绍。这部分应作为探讨，因钢结构阻尼与混凝土结构阻尼差异大，整体分析中若采用折中，则结果会高估砼而低估钢结构。
教学形式：以设计理论为核心，以Sap2000为分析软件做到精准、明确、短平快，让初学者知其然知其所以然。对空间结构所涉及的大部分结构形式能进行建模分析及出图。
近年来，随着我国整体经济发展，制造业水平不断提升，空间结构也应用也越来越多。我们常见的体育馆、体育场、大型演艺馆及大型收费站都采用了空间结构的形式。学好空间结构也成为一个钢结构设计者所必须的。
本课程主要用Sap2000软件给大家讲解，让学员学会用这些软件进行结构计算分析。这些软件配合使用基本上可以完成所有的空间结构设计。
本次课程主要为大家讲授目前较为常见的空间结构基本知识，学会模型建立，结构计算分析，施工图绘制等。总计23次课，每次课120分钟。工程案例都是实际生活中比较常见的工程，共计6个案例：三角形空间弧形管桁架实例详解，72m跨度马鞍形空间立体桁架实例详解，预应力张弦梁结构实例详解，预应力内设拉锁立体桁架实例详解，轮辐式空间张拉桁架实例详解，预应力吊索式环形桁架结构实例详解。
以通俗易懂的教学方法从最基础的给大家讲起，让具有一定钢结构知识的学员迅速了解空间结构，短时间内迅速提高设计能力，学完本次课程之后可以保证学员完成大部分空间结构的设计，在后续工作中游刃有余。
给我们一个信任，还您美好前程！--轩锐教育
课程简单介绍：第一至第二课：通过图片认识空间结构，空间结构基础知识及设计理论讲解，设计的一般过程。初步了解cad三维空间建模，总时长4.0h，内容如下：
CAD三维模型线图
掌握内容：本节课主要为大家讲解空间结构的基础知识，通过工程实例图片让大家加深对空间结构分类的认识。同时简单了解使用CAD画三维空间模型线图，并导入分析软件。
第三至第六课：Sap2000软件教学及程序的有限元原理，课时8.0h，通过一个空间桁架分析过程实例讲解，使学员初步熟悉软件界面和基本功能。内容如下：
Cad三维模型导入Sap2000程序
分析模型导入Sap2000分析程序
定义设计参数
定义材料属性
定义支座约束
释放杆件端部弯曲约束，使之成为二力杆件。
定义荷载工况
定义质量源
指定荷载，即对结构施加荷载。
使用软件编辑平台，沿Y向带属性复制一拼，并添加两榀梁之间的系杆。
虚拟面和局部坐标显示
指定节点力形式的恒荷载显示
设定荷载组合后运行分析
运行分析后荷载组合UDSTL1下的变形结果显示
支座处位移结果显示
运行分析后荷载组合UDSTL1下的轴力结果显示，跨中处下弦杆显示有最大值。
支座处腹杆轴力较大，可增加腹杆规格或增加壁厚加强。
掌握内容：Sap2000软件的应用，包括软件界面，模型导入，材料定义，定义单位，杆件截面定义，荷载定义，工况组合。截面指定，支座约束指定，荷载指定。运行分析及结果查看，依据最不利荷载组合得出的相应位移和轴力最大值，进行强度和刚度手算校核，经反复验算最终确定等。运行分析后进入运行设计阶段。在进行设计课程讲解时，学员可以自己同步练习，基本要熟悉Sap2000软件使用。作为本次课程的主要设计软件，应熟练掌握。空间立体桁架选型及设计，平面外刚度，端部上弦支承与下弦支承比较，整体稳定高度、经济高度。初步分析，查看结果，模型分析及施工图绘制。
第七至第十课：立体桁架结构实例讲解，课时8.0h，内容如下：
选某客运站屋盖72m跨空间桁架为讲解实例。和学员一起先运用cad三维绘出如图的模型线图。
将cad模型线图保存为dxf格式后，导入sap2000软件。
设定单位，定义材料，定义截面，定义荷载，定义约束等。
荷载工况定义，定义了恒活荷载、风荷载及水平地震荷载。
杆端部分约束释放，使结构中全部杆件均为“二力杆”。
指定节点恒、活荷载。
截面拉伸显示实体显示
带属性复制成四榀，迎风虚面及面局部坐标显示，节点荷载显示。
根据风荷载体型系数情况，定义相应数量风荷载工况。图为对迎风面虚拟面指定不同体型系数。对悬挑端风荷载进行特殊处理，考虑风振效应。
设定15组荷载组合
当定义和指定完成后，运行分析。
位移结果显示
轴力结构显示
根据分析结果显示的最不利荷载组合下的位移和轴力，重点查看跨中和悬挑端部。进行截面调整，反复数次后确定。最后进入设计校核阶段。
设计校核应力比显示。
查看分析结果和设计信息，对地震作用可查看前三振型的平动和转动振动。
对轴力最大拉杆，按强度公式验算；对轴力最大压杆，按稳定公式验算。
根据支座节点反力和水平位移，进行支座设计，同时进行橡胶支座设计。
桁架施工详图
部分节点施工详图
掌握内容：空间CAD三维建立较复杂空间模型，SAP2000在空间较复杂结构的应用，管桁架节点手算，管桁架完整施工图绘制
第十一至第十四节课，预应力张拉结构介绍，张弦梁实例讲解，课时：8h
导入一榀张弦梁模型
材料属性定义
截面定义
风荷载定义
地震作用采用振型分解反应谱法进行静力分析，如图定义反应谱工况。
张弦梁的截面拉伸显示，钢梁选用上下不等宽翼缘工字型截面，下部拉索为4根直径15.24高强钢绞线。
、
按线分布荷载指定恒、活荷载。撑杆定义为二力杆。
沿Y向带属性复制成3榀，代表工程中的13榀梁。
布置虚拟迎风面，指定体形系数。
施加水平支撑和系杆，使其形成几何不变稳定体系，以保证程序正常运行分析。
给张拉索施加预应力后，运行分析。拉索预应力施加可由胡克定律力与变形的线性关系，得出温度与力的关系而确定。
分析结果显示，向上最不利荷载组合下，拉索仍有3.4kN轴力，尚未松弛退出工作。
查看轴力和位移，并反复调整截面和索预拉力。
运行设计后查看应力比。
因结构引入高强拉索，使更大的内力由拉索承担，屋面钢量减少，重量变轻，在风吸力作用下易出现拉索松弛而退出工作情况。可在构造上采用相应措施，控制钢梁竖向向上位移，保证结构更加合理。
梁及部分节点详图。梁下布索4根天津产国际标准15.24钢绞线，索端锚固节点是节点设计关键。锚固钢板厚度和焊缝由查看设计结果，并经计算确定。
掌握内容：SAP2000在张弦梁结构中的应用，张弦梁结构施工图，张弦梁结构施工方法
第十五到十六课：课时4h，预应力立体桁架实例：桁架为矩形截面，跨度30米，因体内布置张拉索，所以桁架高度远低于普通桁架保证整体稳定而设置的高度。该桁架暂按1米高进行分析设计。
运用cad建立空间立体桁架模型
导入Sap2000后进行运算前编辑，进行材料定义，截面定义，荷载定义等。荷载只定义重力荷载。
体内布张拉索，索端锚固在桁架端部上弦处，可以对跨中产生竖向位移的重力荷载起卸载作用。
指定上弦节点荷载
运行分析后，有拉索参与的荷载组合组合下最大竖向位移91mm，小于限值L/300,而不考虑拉索的重力荷载下最大竖向位移是147mm= L/204
运行设计校核后查看轴力应力比。
可见，引入预应力后，原结构荷载应力可以部分抵消，内力峰值降低，结构刚度和稳定性得到调整，从而改善了结构受力状态，减小了构件截面，减轻了结构重量。
此外，桁架高度大幅降低，可以增大净空，可实现和满足建筑某些特殊要求。
第十七到十九课，轮辐式预空间张拉桁架实例讲解，课时：6h
在CAD主立面视图中先画一榀平面桁架
在俯视图中旋转复制成24榀
画好的模型另存为dxf格式
模型导入后，进行参数定义。
布置虚拟迎风面，面上显示局部坐标。
定义一个反应谱函数，以振型分解反应谱法分析地震作用。
在X、Y两垂直轴向设置钢拉杆和撑杆，对屋顶中心环增加弹性支点。起到增加结构刚度，降低中心位置竖向位移和节省材料作用。指定支座约束。
定义荷载组合后，运行分析。
中心位移结果显示
下拉钢筋轴力显示
经反复调整并分析通过后，进入最后设计校核。
结构剖面图和中心环大样图
桁架及节点详图
撑杆端部节点详图，拉杆端处桁架腹杆截面加强。
掌握内容：SAP2000在轮辐式张拉桁架结构中的应用，全套施工图绘制，节点设计及手算，轮辐射张拉桁架的施工方法。
第二十到二十三课：预应力吊索式环形桁架结构实例详解，课时：8h
实例：长短周分别为40米和30米的椭圆造型圆环，断面为三角形桁架，与地面成20度角。由两座塔柱通过拉索拉结成形的吊挂结构。
先按尺寸画出开口圆环和塔柱的平面图
将圆环在主立面视图中扬起20度角，将塔柱按相对位置移动就位。
完成一侧塔柱立体线型并镜像，在动态截面完成拉索布置。
将模型导入分析软件
定义材料和截面，同时定义荷载工况，地震作用分析定义一个反应谱函数。塔柱采用箱型截面，桁架弦腹杆均采用圆管，张拉索仍采用直径15.24标准钢绞线。
指定构件截面，指定塔柱柱脚嵌固约束，将环桁架和塔柱间拉结桁架中各杆端部分约束释放，使之均为二力杆。
截面拉伸实体显示
设定荷载组合后运行分析，查看圆环自由端处竖向和水平位移，查看塔柱顶端水平位移。查看桁架轴力和塔柱弯矩，圆环桁架脚部两节段弦杆截面应加强，将管壁厚加厚。根据塔柱根部最大弯矩进行手算弯曲强度验算。反复调整分析后进入设计校核阶段。
这个实例可归纳属于吊挂结构，其由圆环、塔柱和拉索三部分构成。拉索的预拉力使结构成形并具有刚度。从分析结果查看拉索使用的应力与极限破断拉应力关系，一般规定系数在0.35~0.45范围内属于安全范围，否则要考虑增加拉索数量或增大直径规格。
部分施工图，柱脚设计和连接节点设计，索与桁架连接节点根据索拉力设计，连接耳板还要进行焊缝计算。
结语：通过以上23节课的学习，学员基本能够在短期内掌握空间结构设计基本理论和软件的基本操作，对实际生活中的大部分工程都可以建模计算出施工图。
最后轩锐钢结构热烈欢迎大家参与我们空间结构的课程学习。加入轩锐给自己一个更大的发展空间与平台。相信你我的选择！谢谢！
