德国克林根塔尔滑雪跳台
项目概述
克林根塔尔镇位于萨克森州福格特兰地区,毗邻捷克共和国边境,是著名的冬季度假胜地。

为了扩建现有设施,福格特兰区议会决定在克林根塔尔建造一座现代化的滑雪跳台设施,以满足国际滑雪协会 (FIS) 的要求。该设施由 m2r 建筑事务所设计,奥雅纳担任结构工程师。客户希望建造一座现代化、安全、建筑风格大胆且造价低廉的设施,而这座轻盈如金银丝般精致的钢结构建筑满足了这一需求。

项目中应用的软件

Oasys 如何证明其价值
设计和结构框架
该项目的主要部分包括:

塔楼
这座35米高的塔楼提供通往滑雪跳台的垂直通道,塔侧设有电梯和悬臂式楼梯。
热身舱(热身室)
塔顶的“热身舱”用于比赛和训练期间的热身和休息。它呈椭圆形桶状,向山谷一侧突出约10米。
连接桥
这座桥连接下方的入口滑道和塔顶。
入口滑道

入口滑道分为两部分。上部为55米长的桁架梁,下部为10米长的简支焊接空心梁,由横向空心方形截面连接,直接铺设在斜坡上。柔性接头将桥梁与桁架梁的上端连接起来,桁架梁由倒V形支架支撑,梁的下端则支撑在混凝土桥台上。桁架呈三角形,两根上部桁架为焊接箱形截面,下部桁架为拉杆,最大拱度约为3.5米。桁架上部距中心轴线4.45米处设有由三根纵梁组成的楼梯,这些楼梯由悬臂支撑。纵梁之间设有格栅,供滑雪者准备起跳时使用。


静力计算与设计

由于其空间复杂性和预期的大变形,滑雪跳台被设计为三维框架模型进行分析。受弯构件用梁表示。塔架、滑行道和缆车舱内的支撑构件用拉杆表示。GSA 用于评估各个构件的应力,并计算屈曲特征值、相关屈曲形状和二阶效应。此外,还检查了动态响应,以确保使用滑雪跳台的人员的振动水平处于可接受的范围内。

对于桁架梁的边缘构件,进行了 GSA 屈曲分析,以确定对稳定性最不利的荷载组合。临界组合包括自重荷载、施加荷载、雪荷载和冰荷载、滑行道纵向风荷载以及温度。对最低模态的模态位移进行缩放,使不理想形状的 w0 值符合 DIN18800-2 标准。该不理想形状将用于后续的二阶分析。

如上所述,使用二阶分析计算了指定荷载组合下单元中的力和应力。对于所有其他不会引起屈曲风险的荷载组合,则进行了线性计算。然后将所有这些荷载组合的力和应力包络起来,得到塔架、紧急楼梯、舱室、桥梁、桁架式内轨梁和边坡内轨中各个单元的临界应力。
模态分析
为了确定垂直和水平振动的影响,从GSA模态动力学分析中获取了模态振型、频率和质量;这些分析的质量包括钢结构和饰面的恒载。为了估算振动,建立了四个三维数值模型:(1) 整个跳台结构;(2) 桁架式内嵌梁;(3) 塔楼楼梯;(4) 突出式舱体。

桁架式内嵌梁和突出式舱体的最低垂直振动频率低于3.5Hz。计算了这些构件的预期加速度,以估算其对跳台上人员的影响。同样,整个结构的水平振动最低固有频率约为1.4 Hz,这意味着也必须计算这些预期加速度。

结论
这种精致的豪华钢结构对景观的影响极小,代表了滑雪跳台建造领域的一项新进展。它的详细设计是利用 GSA 的高级分析功能实现的。
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