新型椭球网壳减震体系性能分析

本文利用非线性有限元理论,对附加屈曲约束支撑的单层组合椭球网壳的减震性能进行了初步研究.假设钢材为理想弹塑性模型,通过大型有限元分析软件ANSYS编程进行参数化建模和具体实例分析;模型中的结构杆件采用Beam188单元,而支撑部件用Link8单元代替.对结构进行三维El-centro波作用下的动力响应分析,结果表明,这种附加屈曲约束支撑的网壳结构的关键点位移响应明显减小.基于分析结果,本文提出此类网壳屈曲约束支撑的一种布置方法,并对具体的支撑布置形式进行了分析研究,得出相关结论.     

约束屈曲支撑在单层网壳减震控制中的应用研究

采用有限元分析程序ANSYS,分别对带有约束屈曲支撑(Bckling Restrained Braces,简称BRBs)的单层柱面网壳、单层球面网壳进行动力时程响应分析,分别考虑了水平及竖向地震作用.比较各种情况下网壳节点位移和杆件内力变化情况,综合研究了约束屈层支撑在四边支承单层柱面网壳和单层球面网壳的适用性,探讨了如何布置约束屈层支撑,分析了约束屈层支撑减震性能.     

局部双层球面网壳新型体系减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对跨度60m的局部双层球面网壳结构进行研究和减震分析。研究局部双层球面网壳的自振特性以及约束屈曲支撑对局部双层球面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑约束屈曲支撑不同的设置位置和数量,进行相关的减震参数分析。结果表明,局部双层球面网壳自振频率密集;约束屈曲支撑杆件的布置位置对减震效果有较大的影响;约束屈曲支撑设置的数量应综合考虑。     

屈曲约束支撑在整体双层柱面网壳中的减震性能分析

为了解屈曲约束支撑（BRB）在考虑下部结构的双层柱面网壳中的减震性能,通过大型有限元分析软件ANSYS建立跨度为50 m、下部为钢筋混凝土结构的双层柱面网壳,在该结构中应用屈曲约束支撑对其进行减震分析。计算结果表明:在强震作用下,屈曲约束支撑能够有效地应用在该结构中,其减震效果与使用屈曲约束支撑的数量和位置有关,只有将合适数量的屈曲约束支撑应用在恰当的位置才能取得最好的减震效果。     

约束屈曲支撑(BRBs)在单层柱壳振动控制中的应用研究

采用有限元分析程序ANSYS,对单层柱面网壳(包括带约束屈曲支撑(Buckling-Restrained-Brace)的结构及不带BRBs的结构)进行了动力时程响应分析,从柱壳的位移减震率,内力减震率及支撑的耗能情况综合研究BRBs在四边支撑单层柱面网壳结构中的适用性,总结出对工程设计有价值的结论和数据,主要包括如何选用BRBs,如何布置BRBs,BRBs减震性能及影响因素。     

多点激励下单层网壳新型减震体系的性能研究

利用Ansys大型有限元软件,建立布置了约束屈曲支撑的K8网壳新型减震体系有限元模型。通过非线性时程分析研究了体系在多点地震动输入下的抗震性能,并通过与普通网壳和其在地震动一致激励下的性能相对比,得出约束屈曲支撑在地震动多点激励性的减震性能,给出这种新型网壳体系的合理理论分析方法。     

施威德勒椭球形弦支穹顶的特征值屈曲分析

施威德勒椭球形弦支穹顶是弦支穹顶结构的一种新型结构形式,利用有限元计算软件ANSYS对椭球形弦支穹顶和单层网壳进行特征值屈曲分析。通过对不同矢跨比的对比分析,预测施威德勒椭球形弦支穹顶的屈曲特性。     

大庆石油会展中心椭球形单层网壳稳定分析

本文对大庆石油会展中心椭球形单层网壳进行了全面的整体稳定分析。首先进行了线性稳定性分析,预测结构屈曲荷载的上限;然后,运用非线性有限元方法,考虑几何和材料非线性以及初始缺陷的影响,全面分析了网壳在各个工况荷载下的稳定性能,得到较准确的结果。     

天津商业大学新建体育馆屋盖环桁架拱支单层网壳结构分析与设计

天津商业大学新建体育馆屋盖采用环桁架拱支单层网壳结构体系。结合体育馆屋盖建筑造型,进行了环桁架、拱桁架及单层网壳等的结构布置;依据相关规范考虑各种荷载效应及荷载组合,进行了环桁架拱支单层网壳静、动力性能的分析和设计;对环桁架拱支单层网壳进行了非线性稳定性分析,通过跟踪缺陷结构非线性平衡路径,确定了结构的稳定承载力;最后详细分析了支座水平刚度对环桁架拱支单层网壳结构性能的影响,并建立结构整体模型,分析了下部结构对屋盖钢结构受力性能的影响。分析结果表明,环桁架拱支单层网壳具有很好的承载能力和变形性能,能安全、可靠地完成使用功能。     

贵阳“未来方舟”门厅树状支撑单层网壳稳定性分析

对贵阳"未来方舟"E7组团商业门厅树状支撑单层网壳结构进行特征值屈曲分析及几何非线性分析,得到结构的前6阶屈曲模态及荷载-位移曲线,并分析树状支撑对单层网壳结构稳定性的影响。     

空间网格结构连续性倒塌试验研究

为研究空间网格结构遭遇局部初始破坏后的结构响应、倒塌过程与倒塌机制,以单层球面网壳结构为研究对象,进行了1个直径为4.2m,矢跨比为1/7的凯威特型网壳结构整体模型的连续性倒塌试验。施加节点集中荷载,采用自主研发的杆件破断触发装置使网壳模型的1根经向杆件发生突然破断,并以采样频率100Hz采集网壳模型各位置杆件的高频动应变响应,基于高速摄像测量技术（帧频200fps）获取模型节点的高速动位移响应。初始破坏发生后,网壳模型呈现出自破坏局部向周围逐步扩展的连续性破坏,最终整个模型完全翻转并在一系列最外层杆件断裂后部分坠落。试验结果表明：尽管单层球面网壳结构杆件众多,但单根杆件的失效仍可能触发连锁反应,导致整体结构的连续性倒塌;单根杆件破坏后,局部内力重分布导致的杆端节点出现点失稳,并引发周围节点顺次向下运动,这也是单层球面网壳结构遭遇局部初始破坏后倒塌的主要模式。     

空间网格结构节点螺栓松动损伤定位有限元分析

以单层柱面网壳试验模型为背景进行损伤定位研究,采用ANSYS软件对其螺栓松动损伤进行了有限元分析,利用神经网络的模式分类功能进行了螺栓松动的分步损伤定位,即首先以整体结构为研究对象,采用面向子结构的损伤定位,确定结构是否存在损伤及损伤的大致位置;然后采用面向节点的损伤定位法,确定子结构中螺栓松动损伤的节点位置。研究结果表明：损伤识别的成功率与杆件灵敏度密切相关,为了保证识别结果准确性,其灵敏度达到2%以上才能正确识别,当杆件的灵敏度过低时将无法通过动力测试识别;采用分步损伤定位方法可以显著减少损伤精确定位时训练样本的数量,适合于不完备的模态数据,利用低阶模态数据即可准确识别损伤的子结构与节点位置。     

屋面系统对单层球面网壳稳定性及地震响应的影响研究

单层球面网壳的静力稳定性及抗震性能已经取得较为系统的研究成果,但在传统的研究方法中,学者们只考虑结构部分,忽略了屋面板、吊顶、隔墙等非结构构件的影响;其中,屋面系统作为一类非结构构件,其平面刚度较大、在动力荷载下的阻尼也较大的特点会在一定程度上影响结构的受力特性。因此,选取考虑屋面系统的单层球面网壳作为研究对象,开展屋面系统对于单层球面网壳弹塑性稳定性及抗震性能的影响研究。采用有限元分析软件ABAQUS分别建立带屋面系统单层球面网壳和传统单层球壳的数值模型;通过弧长法分别对两种模型进行均布荷载作用下的非线性数值模拟,对比分析屋面系统对单层球面网壳弹塑性稳定承载力的影响;对考虑屋面系统的网壳结构进行不同地震荷载作用下的时程动力分析,采用基于响应的分析方法,考察屋面系统对于网壳结构抗震性能的影响,得到屋面系统会显著提高网壳整体刚度、增强结构抗震能力的结论;本研究可为以后网壳结构的理论研究及工程实践提供一定的参考。     

一种矩形平面弦支柱面网壳的形体及受力特性研究

弦支穹顶是一种典型的由索、杆、梁单元组成的空间结构,可充分发挥预应力技术的优势来提高单层网壳的刚度和承载能力.近年来已有较多的研究和工程应用,如用于体育建筑、会展建筑等,但其建筑平面多为与穹顶球面(椭球面)网壳相应的圆形平面(椭圆形平面),比较单一,影响了推广应用范围.本文提出一种由上部单层柱面网壳和下部弦支体系组合而成矩形平面的弦支柱面网壳,对其结构型体进行了研究.根据单层柱面网壳网格类型和弦支形式提出了n环弦支单向斜杆正交正放网格型柱面网壳、n环弦支两向正交正放网格型柱面网壳、n环弦支联方网格型柱面网壳、n环弦支三向网格型柱面网壳等四种弦支柱面网壳.以单跨单波三环弦支单向斜杆正交正放网格型为例对弦支柱面网壳的受力特性进行了深入研究,探讨了预应力水平、杆件截面、矢跨比等参数变化对弦支柱面网壳内力和变位的影响,并对其特征值屈曲、非线性屈曲和基本模态进行了分析.分析研究结果表明,矩形平面的弦支柱面网壳是一种技术经济指标优越、有推广应用前景的新型空间结构.     

广州亚运会自行车馆工程钢结构施工技术

广州亚运会自行车馆屋盖结构为大跨度网壳结构,其主要构件超重、超长,主桁架跨度大、高度高,吊装难度大。椭圆形钢屋架采用现场拼装、分段吊装的方法进行施工。屋面钢屋架可分为环形约束桁架、径向桁架、单层网壳、加劲桁架、装饰桁架等部分。着重从屋面管桁架拼装、吊装、测量、卸载等方面介绍了广州亚运会自行车馆工程钢结构施工工艺。     

一种单层铰接折面网壳结构的试验研究

形如深圳大运会体育馆的单层折面网壳结构其基本构形的铰接体系为空间静定桁架结构,为改善该类单层折面网壳的受力性能、提高结构刚度,可在基本体系的基础上增设若干道环杆.对铰接单层折面网壳结构基本体系及环杆加强体系进行进行了全跨、半跨荷载下的静载试验及动力特性试验,并将试验实测数据与理论分析结果进行了比较分析.结果表明,实测数据与理论分析之间差异较小,模型设计和试验方法合理,理论分析方法正确.     

宝石群单层折面网壳构形研究和简化杆系计算模型

深圳大运会体育馆、体育场的主体结构是由三角形网格组成,其外形如宝石群,为单层折面空间网壳结构.通过构形研究和机动分析,论证了宝石群单层折面网壳是一种满足几何不变性基本要求的静定空间桁架结构.通过研究圆形平面的宝石群单层折面网壳,提出了简化杆系计算模型及其计算方法,可精确求得网壳结构的内力和位移.在基本结构体系基础上,增...     

Calculation theory and experimental study of the K6 single-layer reticulated shell

A new approach named Cross-Section Method, based on membrane force transfer mechanism, for calculating internal forces of diagonal members in a single-layer reticulated shell is presented in this paper. Relevant problems in the process of calculating the internal force by Cross-Section Method are elaborated, including determination of geometric parameters of a K6 single-layer reticulated shell, establishment of equilibrium equations and analogy methods for calculating stiffness of spring supports. Stiffness matrixes of link members and the overall structure in spherical coordinates are derived based on spatial position of each member in a K6 single-layer reticulated shell. Static experiments under full-span loads and half-span loads with a 1/10 scale model of a K6 single-layer reticulated shell, adopted in a stadium located in Chiping, Shandong, were conducted. A detailed contrast of results obtained through experiments, Cross-Section Method and FEM is presented. The internal force calculated by Cross-Section Method is close to FEM results, thus verifying the membrane force transfer mechanism and applicability of Cross-Section Method in the single-layer reticulated shell. Though experimental errors are inevitable due to corrosion of some members in the model, experimental results show approximately the same tendency. Also, the results suggest that the structural behavior under half-span loads is more unfavorable compared with full-span loads.     

弦支网壳结构的静力分析

待建的安徽大学体育馆钢屋盖是由单层六角锥形网壳和索杆张拉结构组成的新型弦支网壳结构。应用有限元软件ANSYS对该屋盖结构进行了考虑几何非线性的静力分析,分析了单层网壳各组成部分对结构所起的作用及索杆结构对结构力学性能的改善作用,提出空间结构概念设计的几个方面,供结构设计参考。     

单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及地震易损性

通过有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的有限元分析模型,利用增量动力分析方法（IDA）对网壳结构进行强震作用下动力响应全过程分析,获得了单层柱面铝合金网壳结构强震失效模式。基于模糊数学理论提出单层柱面铝合金网壳结构强震失效判别方法,结合结构损伤理论拟合网壳结构强震损伤因子,通过大规模参数分析定义适用于铝合金网壳结构的损伤程度分级,对铝合金网壳结构不同损伤状态进行划分。通过随机抽样选取一定数量的结构-地震样本,对铝合金网壳结构开展地震易损性分析,通过回归分析建立地震易损性函数,获得单层柱面铝合金网壳结构的概率地震易损性曲线。结果表明：通过结构地震易损性分析可以看出铝合金网壳结构具有良好的抗震性能,在强震作用下保持基本完好或仅有轻微破坏的概率较大。