不同膜面张力下索膜间摩擦接触对谷索拉力的静力影响分析

对带有一条稳定索(谷索)的双曲张拉索-膜结构,应用ANSYS软件进行算例分析,谷索与膜面之间的摩擦接触问题用接触单元Contact175来模拟,接触表面的摩擦作用仅用摩擦系数来考虑,膜面初始预张力分别取2,3,4kN/m,对模型进行初始形态分析和静力荷载分析。分析表明,摩擦接触对谷索实际拉力的影响与膜面初始预张力、荷载形式及荷载大小均有关。相同膜面初始预张力下,外荷载较大时,共享节点的谷索拉力最小,考虑摩擦接触的谷索拉力分析才是偏于安全的。     

向心关节索杆体系弦支穹顶张拉模拟分析

将向心关节索杆体系应用于弦支穹顶结构中,改变以往张拉环向索通过环向拉索滑动传递预应力的方式,利用撑杆的转动位移建立预应力,避免环索与节点摩擦出现预应力损失的问题。以东亚运动会团泊自行车馆弦支穹顶张拉分析为例,采用有限元分析软件ANSYS进行施工放样态正分析找形和反分析找形,得到了结构张拉前的放样态。结果表明,反分析找形对于该类索杆体系放样态找形更加有利。经反分析找形,最终采用混合张拉方式,即先预紧径向拉杆,再张拉环向索。对张拉过程进行了全程模拟,得到张拉过程中张拉力及网壳位移控制值,获得设计预应力态。     

预应力大悬挑钢结构索-钢转换节点足尺模型试验与设计研究

对预应力索-钢转换节点进行力学性能分析、足尺模型试验研究和ANSYS模拟分析。通过对三种方法预应力损失及摩擦性能的对比分析,总结了预应力损失、摩擦系数的变化规律。结果表明,预应力损失随着荷载的增加而缓慢增加并最终趋于恒定值;摩擦系数在加载初期急剧增加,随着荷载加大摩擦系数呈递减趋势,最终趋于恒定值。试验、有限元和力学分析结果表明,三种方法预应力损失计算结果吻合良好。预应力损失的试验测试和施工措施以及预应力索的锚固试验,可供此类预应力钢结构工程参考。     

徐州市奥体体育场索夹受力试验研究

为验证徐州奥体中心体育场预应力拉索铸钢节点的抗滑移能力,考虑到力学关系的复杂性,采用足尺寸模型试验分析.设计中,将索夹节点的不平衡力简化为索节点两端切线方向拉力差值,并对径索及环、径索节点抗滑移力进行了预估.将试验测得的抗摩擦系数和抗滑移力与预估值进行对比,分析铸钢节点对拉索的约束程度.     

预应力CFRP布加固混凝土方柱时的预应力损失

为了研究预应力CFRP布加固混凝土方柱时的应力损失情况,在恒温恒湿条件下进行了为期7d的预应力CFRP布加固混凝土方柱的预应力损失试验。考虑了摩擦损失、锚具缺陷造成的损失以及CFRP布自身应力松弛损失三个主要因素。试验测得摩擦损失量以及摩擦损失率随预应力度的变化情况;锚具缺陷造成的应力损失随预应力度以及时间的变化情况; CFRP布自身应力松弛随时间的变化情况。进行了机理分析,同时提出了相应减少预应力损失的措施。结果表明:随着的预应力增大,摩擦损失量增大,摩擦损失率降低,适当提高预应力度可以提高CFRP布利用效率。采用超张拉和二次张拉的处理方式,可以显著降低锚具缺陷造成的这方面应力损失。0. 3预应力度下,超张拉至0. 32、0. 35初始预应力度的损失率分别降低至14. 62%、8. 63%;二次张拉将预应力损失降低至9. 66%。试验结果可以为实际工程的设计与施工提供一定的指导。     

湖南省政府新机关院办公楼索托结构张拉技术

结合湖南省政府新机关院办公楼钢屋盖采用的预应力索托结构的特点 ,制定了拉索安装方案 ,由计算分析确定了合理的张拉程序和张拉力。变形监测结果表明 ,张拉达到了设计要求 ,避免低效率的反复补张拉。     

带狗骨削弱盖板的自复位预应力梁柱节点静力性能研究

基于控制损伤的思想,提出了一种带狗骨削弱盖板的自复位预应力钢框架梁柱节点,其构造由带悬臂梁段的圆钢管柱、结构梁段、狗骨削弱盖板、预应力拉索以及高强螺栓群组成,可实现现场快速装配。通过控制狗骨削弱盖板厚度以及预应力拉索初始预拉力大小等参数,研究节点的耗能性能以及震后修复情况,寻求合理的影响因素。对4个新型自复位预应力梁柱节点算例进行了数值模拟分析,获得了节点的荷载-位移曲线、应力分布曲线以及预应力拉索索力变化曲线等数据,分析节点狗骨削弱盖板厚度以及拉索初始预拉力大小对节点复位能力的影响规律。研究表明:在达到预期自复位效果的前提下,具有狗骨削弱盖板的节点相比于无翼缘盖板的节点具有更好的耗能能力,可有效降低结构的塑性损伤,确保梁柱等主体构件不发生破坏;同时,狗骨削弱盖板厚度与拉索初始预拉力大小的不同组合关系,将会影响节点的复位模式。     

卡拉奇核电站“华龙一号”预应力摩擦试验

预应力摩擦试验通过选取具有代表性的预应力钢束,按照钢绞线极限强度f_(ptk)的10%为增量逐级张拉至控制应力(即0.8f_(ptk)),记录每一级钢绞线张拉强度的张拉力和伸长值,分析、计算张拉应力与伸长值之间的变化关系,推算出孔道与钢束之间的摩擦损失。利用试验结果与设计的理论值进行比较,为设计提供准确的数据参考,最终确定钢束的摩擦系数,保证核岛预应力系统满足设计功能和工程质量。     

横向张拉预应力钢丝绳加固混凝土节点的数值模拟

为了研究横向张拉预应力加固节点对节点抗震性能的影响,利用有限元程序Open SEES对试验进行数值模拟,验证有限元模型的准确性。在此基础上,分析横向张拉预应力的参数变化对节点抗震性能的影响,分析结果表明:随着预应力张拉力的增大,节点梁端承载力增大,梁端的弹性刚度也增大,并有明显的屈服后刚度,节点卸载后的残余变形也减小。随着钢丝绳面积的增大,节点的屈服后刚度也明显增大,节点卸载后的残余变形也减小。     

弦支穹顶结构施工过程数值模拟及施工监测

为解决弦支穹顶结构施工控制技术中撑杆下节点处的预应力滑移摩擦损失问题,考虑到滚动摩擦力远小于滑移摩擦力,提出一种含滚轴的滚动式撑杆下节点,并将其应用于某体育馆弦支穹顶结构。为验证滚动式撑杆下节点在降低预应力滑移摩擦损失方面的工作性能以及张拉施工过程中结构的安全性,采用ANSYS中的APDL语言编制了预应力施工数值模拟程序,对预应力张拉施工过程中索力、杆件内力和结构变形进行了全过程分析,同时对体育馆弦支穹顶结构预应力张拉过程进行了施工监测。结果表明：滚动式撑杆下节点的预应力摩擦损失在5%左右,是传统撑杆下节点预应力摩擦损失的50%;预应力张拉过程中,杆件轴向应力低于50 MPa,施工方案安全可行;施工监测数据验证了施工摩擦滑移数值模拟程序的可行性。     

2008奥运会羽毛球馆索撑节点预应力损失分析研究

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式施加预应力,环索与撑杆相连的索撑节点的设计、构造与施工是保证环索实现预应力有效传递的关键技术。本文分析了索撑节点的几何构造,对预应力摩擦损失的计算方法进行了研究。利用ANSYS对环索和索撑节点进行了带摩擦的非线性接触有限元分析,并通过实际施工监测数据反算了预应力损失,将设计计算结果与实测数据分析结果进行了对比,并分析了预应力损失值偏大的原因。对张拉环索的弦支穹顶索撑节点提出如下建议:索撑铸钢节点的加工制作应采用精密加工,确保节点几何尺寸严格满足设计要求;索撑节点构造应进行改进,减小环索张拉时的预应力损失;在加强加工制作精度和施工质量控制的情况下,建议索撑节点预应力损失设计取值为5%~6%左右。     

有效预应力分布对预应力结构的侧限影响分析

预应力混凝土结构的侧限影响与结构形式、梁柱线刚度和施工方法等因素有关,对于是否与有效预应力的分布有关尚没有相关讨论。改变柱梁的线刚度比、摩擦系数进行计算分析发现,侧向约束影响系数将随着梁柱线刚度比的减小而减小,随着摩擦损失的增大而增大;忽略有效预应力的分布得到的结果与实际情况有偏差,这种偏差随着梁柱线刚度比的减小而增大,随着摩擦损失的增大而增大,因此预应力作用受侧向约束的影响应考虑有效预应力的分布。建议直接考虑次内力影响进行预应力混凝土结构的设计计算。     

某大跨预应力拉索混凝土折梁有限元分析与施工

通过一大跨度预应力拉索混凝土折梁的有限元建模方法,分析了其结构的内力分布规律,通过对索中施加不同的拉力值得出拉索拉力变化规律,最终确定了拉索的拉力最优取值。并对预应力拉索折梁节点处的索头布置、局部承压做法以及对施工时的索体安装和张拉要点进行了较详细的分析。     

空间曲线筋的摩擦和锚固预应力损失分析

根据现行规范GB5 0 0 1 0—2 0 0 2并参考有关资料,考虑建筑结构中空间曲线预应力筋的线形特点,给出其摩擦和锚固预应力损失沿程分布的计算公式和处理方法。方法将空间与平面曲线筋的预应力损失计算统一起来,且便于编程计算。通过工程实例说明该方法的应用。分析和实测结果表明:包角比弧长对摩擦损失的影响要大;当测试样本具有多样性时方可采用最小二乘法确定摩擦系数;采用综合法简化计算摩擦损失具有较好的计算精度;张拉端的预应力筋线形宜尽量平缓以减小预应力损失。     

超长多跨预应力梁张拉过程分析

多跨预应力梁的预应力索由于超长、多波，因而与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失就较单跨梁中的损失要严重，而且摩擦损失将占总的预应力损失的绝大部分。可以认为，按规范预应力摩擦损失计算公式计算所得结果和实际损失值有较大的偏差。本文作者根据现场一多跨预应力梁张拉过程的监测，结合有限元计算对实测值的修正，得出多跨预应力梁的摩擦系数与规范上的差别，对规范建议的摩擦系数取值提出讨论。     

两种索撑节点的张弦梁静载试验研究

为研究不同索撑节点对张弦梁受力性能的影响,设计了连续式索撑节点和间断连续式索撑节点两榀模型。通过对两榀模型在预应力、跨中集中荷载及不对称集中荷载三种工况下进行静力试验,从索力损失、拉索伸长量等方面进行分析。结果表明:两种模型的索力损失相比于索力为小量,且索力均随着外部荷载的增加而线性增加,两种模型的索力大小差不多;跨中集中荷载作用下,间断连续式索撑节点张弦梁两侧的索力差几乎不变,而连续式索撑节点张弦梁两侧的索力差随外荷载增加而增大;不对称集中荷载作用下,连续式索撑节点张弦梁两侧的索力差几乎不变,而间断连续式索撑节点张弦梁两侧的索力差随荷载增加而增大。     

预应力组合网架结构的理论分析与应用研究

预应力组合网架结构是在组合网架的基础上,在网架下弦平面内设置单向或双向预应力拉索,从而形成一种拉索-钢管与钢筋混凝土结构共同工作的新型组合结构体系。本文应用混合有限元法并结合具体施工过程对这一结构形式进行了详细的静力分析,考虑了上弦板及板肋节点偏心的影响;采用子空间迭代法求解了结构的前10阶自振频率,分析了其自振特性,并对预应力组合网架结构进行了反应谱分析和时程分析;为考虑拉索不同张拉次序对索内预拉力的影响,采用张力松弛法计算了各批拉索内的预拉力施工控制值;为考虑加劲钢管对焊接球承载力的影响,本文设计了4组试件进行承载力试验,并将试验结果与相应理论公式进行了比较。最后得出了一些结论供工程设计与研究参考。     

2008奥运会羽毛球馆预应力损失对结构体系影响分析

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式进行预应力施工。由于加工制作安装技术难度大,环索与撑杆相连的下节点之间的实际预应力损失比设计取值偏大,引起环索各段索力不均。本文通过在环索节点和撑杆下节点间耦合自由度并增加变刚度弹簧单元来模拟预应力张拉时环索带摩擦滑移,利用此方法可以在有限元模型中模拟施工监测得到的各段环索预应力损失;在此基础上进一步分析了预应力损失对弦支穹顶结构的内力、变形以及整体稳定的影响。研究表明:预应力损失造成径向拉杆内力发生大幅度变化;造成钢网壳内力分布不均匀;对结构的整体变形影响不大,只是使同圈的结构变形不均匀;使结构的整体稳定性能下降20%左右。     

预应力斜拉网格结构拉索张拉施工分析

针对连云港体育中心体育场顶篷预应力斜拉钢网格结构工程中拉索张拉力大、数目多、相互影响大、卸载后结构变形大的特点,通过ANSYS有限元分析软件对不同张拉方式进行对比分析,包括初始预应力态结构分析、张拉拉索前拆除满堂支架结构分析、满堂支架支撑网壳时虚拟张拉分析及局部拆除支架的虚拟张拉分析,掌握了预应力拉索张拉过程中索力变化和结构变形的规律,最终选取主动张拉桅杆外侧的背索,被动张拉屋面上的前索的施工方案。并对拉索的施工方案做了介绍。     

巨型钢框架-拉索支撑结构中拉索参数灵敏度分析

为研究巨型钢框架-拉索支撑结构体系中拉索预拉力和直径这两个参数对结构体系抗震性能的影响,获得拉索参数设计方法,对具有不同拉索参数的典型巨型钢框架-拉索支撑结构进行Pushover分析,考察不同拉索预拉力和直径对结构破坏模式、极限荷载、顶点位移、初始抗侧刚度、性能点处的基底剪力、相应顶点位移及最大层间位移角的影响。结果表明:拉索预应力对最大层间位移角有一定影响,对结构其他综合性能的影响可忽略;拉索直径增量不超过100%时,对结构的破坏模式影响较小,但拉索直径变化对结构的其他综合性能影响显著。