板锥网壳结构的拟三层壳分析法

板锥网壳结构是一种受力性能合理 ,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文对板锥网壳结构提出了一种连续化的分析方法 ,根据其受力特点按照刚度等效的原理 ,采用弹性力学的基本方法推导出板锥网壳结构的等代壳体刚度 ,将其连续化为能共同作用的特殊形式的三层薄壳 ,按薄壳理论建立其位移法和混合法的基本微分方程。通过对微分方程的求解 ,计算其整体位移及结构内力。该法具有一定的精度 ,可宏观地了解结构的力学性能 ,并可用于板锥网壳结构的初步设计。     

深圳市华辉装饰工程有限公司

深圳市保利文化广场城市剧院工程位于深圳市南山商业文化中心区后海滨河路西侧．总建筑面积为145,464平方米,建筑工程总高为35．81米,结构形式为现浇钢筋混凝土框架和钢结构壳体结构。该剧院幕墙工程壳体总面积为12,798．7平方米,东侧柔索玻璃幕墙面积约为1,200平方米。     

乐山博物院观光塔索膜-刚架组合结构设计

乐山博物院观光塔采用索膜-刚架组合结构的形式,将建筑造型和结构受力较好地结合在一起。索膜-刚架组合结构通过外围的钢框架和内部独立钢柱承担结构的竖向荷载和预应力的竖向分量,风和地震等水平作用则通过周边的索系和内部的索膜结构分担。计算表明,该结构形式具有良好的抵抗侧向作用的能力。     

雅安天全体育馆金属屋面索穹顶设计研究

四川雅安天全体育馆座席数约2700座,中部直径77.3m的圆形大跨屋盖采用了金属屋面索穹顶结构.对屋面材料的选取进行了介绍,结构选型研究对比分析了肋环型索穹顶、带垂直支撑肋环型索穹顶、葵花型索穹顶和葵花+肋环型索穹顶等四种形式的索穹顶,得到了优选的葵花+肋环型索穹顶.研究了金属屋面檩条的协同工作性能,发现当檩条作为结构的一部分时,其受力状态类似于单层壳体,对结构刚度的贡献很大,承担了大部分荷载,导致檩条用钢量较大,当檩条不参与协同工作时,更加经济.对选用索穹顶的静力性能、动力性能、极限承载力、抗震性能、节点分析设计、张拉施工和健康监测等关键技术要点进行了阐述,可为同类工程提供参考.     

空间可展结构卷尺弹簧纯弯曲过程中的屈服控制

卷尺弹簧是形状类似钢卷尺的一种构件,拥有单层开口柱面壳的结构形式.可以利用其壳体屈曲性能,设计和研制出一种铰链结构.这种铰链结构具有独特的力学性能,它可以利用折叠时积聚的弹性应变能实现结构的自动展开而不需要其它的动力装置;在展开之后,又能够靠自身的刚度提供大型可展结构所需的锁定力,而不需要另外加设锁定装置.这种铰链在大型航天可展结构(如可展的太阳翼)中具有一定的应用前景.纯弯屈服是其应用之前必须解决的问题.     

杭州湾跨海大桥索梁锚固节点模型试验研究

以杭州湾跨海大桥耳板销铰式索梁锚固结构为研究对象,进行13∶缩尺模型试验,研究在北航道桥最长边索1.0、1.4及1.7倍设计索力作用下,耳板的应力分布;研究耳板与钢箱梁斜腹板连接的传力途径,考察螺栓受力不均匀性和销铰可转动性;通过该索在设计最大、最小索力作用下的低周反复荷载试验研究耳板螺栓紧固性能;最后通过有限元仿真分析和模型试验结果共同验证该桥索梁锚固结构传力可靠性和构造合理性。研究表明:该桥的耳板式索梁锚固结构传力可靠、构造合理,是较为理想的索梁锚固形式。     

基于可动机制的可展结构数字化设计研究

可展结构是一种可以在短时间内显著改变形状及覆盖空间的结构,从一种紧缩稳定结构状态转换到另一种展开稳定结构状态,具有极高的工程应用价值,如应急空间装置、可移动建筑、军事应急工程、航空航天器可展开太阳能板等.本文从可展结构的可动机制出发,以几何学为基础,分别选取伞状结构、霍伯曼球结构、折纸结构三种设计类型,进行参数化设计研...     

刚性网格索穹顶结构初始形态的确定方法

索穹顶结构是一种结构效率极高的空间张力结构体系,由于该结构节点较为稀疏使得上部刚性网格系统的设计和施工有一定难度,从而也限制了索穹顶结构的推广应用.为了解决这一实际工程问题,进一步拓展索穹顶结构的应用范围,本文提出了一种刚柔相济的组合空间结构--刚性网格索穹顶结构,并给出了三种具体的结构组合形式;同时为了能够较为精确地确定该结构形式的初始形态,本文结合空间杆系平衡矩阵理论和构件原长不变的概念,提出了"近似等效荷载生死单元法",该方法通过荷载的等效和构件单元的"生死"过程来找到结构的初始形态.算例分析表明该方法可以较为准确地确定刚性网格索穹顶结构的初始形念.本文工作可为该类结构的初始选型和设计提供依据.     

板锥网壳结构的简化计算法——等代杆系法

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。对板锥网壳结构提出了一种实用的简化计算法———等代杆系法 ,通过等效刚度矩阵法确定等代杆件的等效面积 ,并按空间桁架位移法计算其内力和位移。该法计算简便并具有一定的计算精度 ,可用于板锥网壳结构的初步设计     

一种弦支剪式可展桥的探索

为提升灾后应急救援装备的机动性能和承载性能,结合弦支结构和剪式机构概念,提出一种新型可展应急桥——弦支剪式可展桥.该可展桥以剪式单元为基本构件组成可展主体,展开到位固定后,与撑杆、下弦索等组成弦支结构体系,形成兼具高机动性、高承载性的空间桥梁结构.针对剪式可展桥水平展开方式的不足,提出斜拉展开概念,并基于Rhino/G...     

Structural optimization and dynamic analysis for double-layer spherical reticulated shell structures

This paper is concerned with the geometrical optimum design and the aseismic analysis of double-layer reticulated shell structures. The characteristic of free vibration of reticulated shell structures, with respect to geometric parameter, is investigated. The variations of the eigenfrequency of shell structures, with respect to the ratio of height-to-span, span, grid division frequency and thickness of shell, are discussed. The Newmark method is used to calculate the stresses and displacements of the reticulated shell structure under earthquake action. The analysis results show that under a specified span, the eigenfrequency of the structure increases with the increase of the height-to-span ratio and then decreases afterwards. Therefore, there exists an optimum height-to-span ratio resulting in an optimum stiffness at the specified span. The optimum value of the ratio is found to be between 1/3 and 1/4 from the simulation study presented in this paper. At a specified height-to-span ratio, the increase of the value of structural span greatly reduces the eigenfrequency of the structure and then decreases the global stiffness of the structure. At the specified span and the specified height-to-span ratio, the eigenfrequency of the structure has a minor increase with the increase of the thickness and the grid division frequency of the reticulated shell structure. The partial double-layer reticulated shell structures have less stability compared with double-layer reticulated shell structures, but more stability in comparison with single-layer reticulated shell structures. The 1/6 partial double-layer reticulated shell structure has a best performance-to-price ratio. In other words, it has a higher buckling load, with smaller material consumption, compared with other partial double-layer reticulated shell structures. It is proposed to adopt the 1/6 partial double-layer reticulated shell structure in engineering if a double layer reticulated shell structure is required.     

折板空间网壳在大跨钢结构中的应用综述

在当今中国,各种体育设施和文化场馆借由大型综合性运动会和博览会的契机不断涌现,出现了不少新型空间结构,折板空间网壳结构便是其中之一。本文以已建成的折板空间网壳结构和已完成设计的工程项目为背景,对已建成的折板空间网壳结构进行梳理,探讨结构与建筑造型之间的关系,对其应用前景进行展望。     

Element-clustered form-finding analysis of tree-like structures based on dynamic relaxation

树状结构作为一种外形美观的支承结构，可与自由曲面网壳共同应用于大型公共建筑。采用动力松弛法确定树状支承结构与自由曲面网壳的合理形状时，在所得到的树状结构中常会出现低效构件。为此，提出了基于动力松弛的树状结构单元集群找形方法，该方法通过单元集群的方式，使模型中处于同一集群内的单元受力状态相同，这可以有效地避免树状结构与自由曲面网壳联合找形所得结构中出现低效构件。算例分析表明：通过设置单元集群，可以使找形最终所得到的结构中处于同一集群内的构件轴力分布均匀，从而保证各分支杆件在传力过程中均能起到积极作用；不同的单元集群方案对应着不同的找形结果，因此，单元集群也可作为调整结构形状的重要手段，在保证结构受力性能良好的基础上为结构设计提供多种方案。     

基于动力松弛的树状结构单元集群找形分析

树状结构作为一种外形美观的支承结构,可与自由曲面网壳共同应用于大型公共建筑。采用动力松弛法确定树状支承结构与自由曲面网壳的合理形状时,在所得到的树状结构中常会出现低效构件。为此,提出了基于动力松弛的树状结构单元集群找形方法,该方法通过单元集群的方式,使模型中处于同一集群内的单元受力状态相同,这可以有效地避免树状结构与自由曲面网壳联合找形所得结构中出现低效构件。算例分析表明：通过设置单元集群,可以使找形最终所得到的结构中处于同一集群内的构件轴力分布均匀,从而保证各分支杆件在传力过程中均能起到积极作用;不同的单元集群方案对应着不同的找形结果,因此,单元集群也可作为调整结构形状的重要手段,在保证结构受力性能良好的基础上为结构设计提供多种方案。     

大跨度空间结构在国内的发展形式和技术特点

阐述了大跨度空间结构在国内的发展概况,分别介绍了网架结构、网壳结构、悬索结构及薄壳结构的结构形式及特点,并对大跨度空间结构在国内发展的技术特点进行了分析,从而为大跨度空间结构的设计提供了理论基础。     

张拉筒形结构的研究

利用张拉成形技术和预应力技术发展出一种新型大跨预应力钢结构形式——张拉筒形结构，并研究了它的计算分析理论、张拉成形机理及受力变形特点。通过与目前工矿企业大型库房建设中常采用的落地筒形结构的算例对比，发现了张拉筒形结构的许多优点。研究结果表明，张拉筒形结构不仅施工速度快、成本降低、质量与安全更易于保证，而且与传统筒网壳结构相比还有支座水平推力小、结构刚度较大等方面的优势，具有很好的工程应用前景。     

基于应变能密度的网壳结构抗震性能参数分析

基于结构应变能密度对单层网壳进行地震响应特性分析,提出了反映结构稳定工作状态特性的新型参数 ,即指数应变能密度和值参数。首先,绘制单层网壳在地震作用下的各种响应分布云图及响应曲线图,展示了既 有的参数形式不能完全地表征结构的整体工作性能,特别是结构进入弹塑性工作阶段,这些参数难以体现结构与 外荷载之间稳定和确切的工作特性。其次,尝试将所有单元的指数应变能密度相加,得到能够表征结构整体受力 状态的指数应能密度和值参数。通过考察该参数在结构弹性和弹塑性工作阶段随地震动强度变化的规律,鉴证了 指数应变能密度和值参数能够反映：结构工作状态的稳定性特征、结构从工作状态到失效状态的突变特征、以及 失效状态的不稳定性特征。最后,根据观察所揭示的单层网壳工作特征,并结合最大节点位移参数,建议单层网 壳动力破坏等级划分及分界指标,为深入进行单层网壳抗震分析和设计规范的改进提供参考。     

弦支筒壳结构概念及应用

将弦支概念引入柱面网壳结构,提出弦支筒壳结构。通过分析弦支筒壳的结构组成,提出按照筒壳结构层数、筒壳网格形式的弦支筒壳分类方法。分析弦支筒壳相比单层筒壳结构所具有的优势。结合辽宁华福印染厂改扩建工程和天津大港干煤棚工程的概况和实际特点,分析采用弦支筒壳结构的可行性,论述弦支筒壳在这两个工程中的应用设计过程和取得的效果。     

南京江宁体育中心体育场看台钢网壳结构分析

本文针对南京江宁体育场看台斜拉网壳结构,介绍了结构设计的选型,分析节点刚度及大变形对结构的影响。考虑结构设计过程中出现的各种荷载工况,对结构进行全面的分析,保证结构在各种荷载工况下的整体稳定性,为今后类似结构的设计分析提供依据。     

拉索预应力双层柱面网壳结构布索方案研究

预应力双层网壳结构,主要布索方案有结构体内布索、结构体外直线和折线布索。但网壳结构类型众多,在讨论网壳结构的布索方案时是难以面面俱到的,只能通过对典型结构的研究得出一般规律。本文提出一种新型布索结构形式,且以拉索预应力双层柱面网壳结构为例,研究了用高强钢索代替网壳沿短跨方向的下弦所有杆件,当每段索上施加不同预应力时所引起的结构内力和位移的变化规律,并与其它布索方案进行对比分析,突出了该结构的特点和优势,为工程应用提供了新的结构形式。