用于点支承玻璃幕墙的单层平面索网结构设计

单层平面索网结构常用于点支承玻璃幕墙的支承结构。基于单索幕墙拉索的切线刚度的特点和有限元分析,对索的截面面积、预应力、温度变化及变形控制等因素对单层平面索网结构性能的影响进行探讨。     

索网幕墙在自重与静风耦合作用下的找形研究

基于连续化理论模型,建立了静风荷载与索网结构面外位移约束及索力共同作用的静力平衡微分方程,结合预应力竖索和横索结构的既有理论分析,采用伽辽金方法分析得出索网幕墙结构考虑玻璃自重与平均风荷载耦合作用下的位移变形解,确定索网幕墙结构的静力作用最大变形位置;通过算例分析研究自重因素对索网幕墙找形的影响。结果表明,索网幕墙结构在平均风荷载作用下变形最大位移随着玻璃自重的增大而增大,而变形最大位移所在位置随自重的增大逐渐下移。     

单层索网点支式玻璃幕墙的静力性能研究

采用了数值模拟的方法对考虑玻璃与索协同工作的单层平面索网玻璃幕墙结构静力性能进行研究，通过参数分析讨论了玻璃自重、拉索截面积、网格数、风荷载、拉索预应力等因素对玻璃贡献的影响，得到了一些有实用意义的结论。     

单层索网幕墙中玻璃与索协同工作的数值模拟

采用了数值模拟的方法对考虑玻璃与索协同工作的单层平面索网玻璃幕墙结构静力性能进行研究,通过参数分析讨论了玻璃自重、拉索截面积、网格数、风荷载、拉索预应力等因素对玻璃贡献的影响,得到了一些有实用意义的结论。     

单层正交索网结构承载性能研究

采用了数值模拟的方法对考虑玻璃与索协同工作的单层平面索网玻璃幕墙结构静力性能进行研究,通过参数分析讨论了玻璃自重、拉索截面积、网格数、风荷载、拉索预应力等因素对玻璃贡献的影响,得到了一些有实用意义的结论.     

连体结构中连体桁架选型和幕墙索网的地震响应分析

两侧塔楼之间有索网幕墙的连体结构的连体桁架需满足两侧塔楼变形协调的刚度要求,并为预应力索网提供有效支承。连体桁架水平刚度对整体结构动力特性的影响较竖向刚度更显著。模态和反应谱分析表明,整体结构地震响应分析可不考虑单层预应力索网的作用;需计算单层预应力索网在罕遇地震作用下的变形和内力,以保证预应力索不出现拉断或松弛的失效状况。     

索桁架结构体系找形分析的节点位移法

平面索桁架以及南平面索桁架组成的空间索桁结构是一种应用广泛的柔性结构,它依靠拉索的张力提供刚度.寻找柔性结构合理的预应力分布以达到建筑造型和力学性能的要求是其找形分析的主要目的.与索穹顶结构、单层索网结构相比,索桁架的拓扑关系更加简单明确.力密度法、动力松弛法等一般用于解决单层索网等结构由给定预应力确定初始位形的问题,且难以直接应用在通用有限元软件中(如ANSYS).如果套用索穹顶、单层索网等的找形方法(如力密度法、动力松弛法等)进行找形,则无法直接运用通用有限元软件进行分析.本文依据索桁架结构体系简单明确的拓扑关系,发展了一种通过给节点施加位移进行迭代计算的非线性有限元找形分析方法,该方法不同于单层索网或膜结构找形的小杨氏模量法.本方法求解速度较快,结果较为准确,同时便于在现有的通用有限元软件中应用.     

轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术研究

为研究适用于体育场建筑的大开口轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术，以乐山奥体中心体育场为研究对象，介绍了结构构形，分析了自重与预应力作用下结构的力学特点，提出了整体牵引提升、分批张拉锚固的总体成形方法，并采用非线性动力有限元分析方法，对比优选了径向索张拉的最后锚固批次和双层索网撑杆的安装时机，进行了全过程张拉成形分析。结果表明：混合索网结构与单层和双层索网结构受力特点存在较大差异，径向索索力最大值出现在单层索网区域两侧，索夹两侧环索索力最大差值出现在单双层交界处；为减小径向索张拉锚固力值和索夹两侧环索索力差值，确定径向索的分批张拉锚固顺序为上径向索、单径向索、下径向索，并确定在分批张拉锚固上径向索之后，张拉锚固单径向索之前安装撑杆；全过程张拉成形分析结果验证了成形方法的有效性和安全性，研究成果已成功应用于实际结构中。     

单层平面钢框架预应力索突然失效的动力效应分析

为研究单层平面钢框架结构由于索初始突然破坏引起的动力效应,采用刚度退化法和通用有限元程序,对带预应力索的单层平面框架突然断索行为进行瞬态动力响应模拟分析,考虑了几何和材料的非线性效应。分析结果表明:当结构处于线弹性状态时,框架顶部侧移的动力放大系数最大值为2.0,且随着索失效时间增大而减小;阻尼比、索的预应力和索的直径均对顶部位移动力系数没有显著影响;与失效索同侧的柱端的内力峰值与静止后的内力值相比明显大很多,但轴力峰值与弯矩、剪力峰值不同时出现。     

某塔楼玻璃幕墙结构模型试验研究及有限元分析

合肥高速?滨湖时代广场C1#塔楼北立面在其高度为220m处设置有尺寸为27m×44m的单层平面索网幕墙,具有超高层、超大空间特征,风荷载作用时平面外变形较大,其安全问题显得尤为突出.为此,制作了缩尺比例为1:10的无玻璃和有玻璃两种模型,分别对两种模型进行了面外静力加载试验,分析了其在均布静力荷载作用下的平面外变形和拉索内力等静力性能.试验结果表明:有玻璃模型结构满足规范对单层平面索网幕墙风荷载作用下平面外变形要求,具有较高的安全性,玻璃对平面索网幕墙的刚度具有一定的贡献.最后,采用ANSYS有限元软件对试验过程进行模拟,并通过对比数值模拟结果和试验数据,验证了数值模型的正确性.     

Influence of damages on static behavior of single-layer cable net supported glass curtain wall: full-scale model test

The single-layer cable net supported glass curtain wall has been applied in many building structures all over the world. In service, it will inevitably be subject to various damages. To study the influence of such damages on the static behavior of the single-layer cable net supported glass curtain wall, a full-scale model with the outside outline size of 4.85 m × 4.85 m and 4 × 4 grids is designed and tested. Two kinds of damages that are the cable prestress loss and cable anchorage end failure are led into the structure model during the test, and their influence has been investigated. The stiffness contribution of glass panels to the single-layer cable net supported glass curtain wall structure with or without damages and its change have been tested and analyzed. The results show that the maximum change rate of nodal deflection is 13.78% for the damage of cable prestress loss, while the change rate of nodal deflection is between 7% and 22% for the damage of cable anchorage end failure. The influence degree of the damages depends on the ratio of the structure initial stress stiffness change caused by damages to the total stiffness of the structure. The stiffness contribution of glass panels increases with the load increase. Under the same loading condition, the stiffness contribution of glass panels to the damaged structure is greater than that to the intact structure. The stiffness contribution of glass panels reduces the effect of the damages on the structural displacement and the cable tension force, but the glass panel could break if its stiffness contribution is too large.     

矩形驳接单层索网玻璃幕墙协同工作下的整体结构受力分析

目前,单层索网玻璃幕墙在现代建筑中得到了日益广泛的应用,其整体结构受力研究通常采用拉索与玻璃分开进行分析。本文利用有限元3D实体模型,考虑了竖向与横向预应力拉索非平面及矩形驳接件与玻璃之间的作用,设置了玻璃厚度、竖向预应力索与玻璃间距、竖向索与横向索间距、索直径和预应力等参数,在风荷载和自重荷载共同作用下,对矩形驳接单层索网玻璃幕墙协同工作下的整体结构,在各种参数下进行了受力有限元分析,并与以通常计算方式所计算的结果进行了比较,为进一步完善点式玻璃的设计和在实际工程中单层索网玻璃幕墙进行整体进行受力分析提供了依据。     

单层平面索网结构找形分析

由于横索悬垂、复杂边界和不对称张拉等因素影响,大尺度单层平面索网玻璃幕墙中出现玻璃安装困难和索力耦联等问题。提出了单层平面索网结构的找形问题,并分析了该问题的独有特点和解决的必要性。针对此类找形问题,文中对非线性有限元逆迭代法进行推广,提供了方便实用的解决方法。为了提高迭代的收敛速度,引进了找形差值修正比例因子矩阵,并给出了该矩阵元素的具体计算公式。算例证明,该方法精确实用,表明单层索网玻璃幕墙支承体系的找形分析非常必要,而且经找形后的索网索力分布更均匀,减少了两个方向索力的耦联,提高了索网结构的安全性和经济性。     

基坑工程预应力锚索锚固力试验研究

基坑工程预应力锚索锚固力的影响因素很多，主要有锚固段的岩土层物理力学性质、锚索施工工艺及锚索张拉锁定过程中的预应力损失等。通过工程试验，分析锚索锁定时钢绞线不均匀受力，造成这种现象主要有两个原因：（1）千斤顶在自重作用下，千斤顶轴心偏离锚索的轴心；（2）锚杆孔的施工角度与设计角度的误差，引起锚索与锚座不垂直。通过试验分析单次张拉锁定的预应力损失、循环荷载下锁定的预应力损失，循环荷载下，锚索的锚固力增加，预应力损失减少。分析基坑开挖过程中锚索锚固力动态监测结果。讨论锚索抗拔验收试验标准存在的问题，提出锚索弹性变形简化计算方法，对锚索抗拔验收试验标准提出了改进建议，锚索抗拔验收试验应综合考虑锚头总位移、每级荷载下锚头位移量及卸荷后锚头位移的回弹率等3个指标。     

椭圆边界马鞍形单层索网结构静力刚度参数分析

椭圆边界马鞍形单层索网结构受力效率高、造型简洁优雅,有广阔的应用前景。为此,选取椭圆边界马鞍形单层索网结构的高差、边界形状、网格尺寸、拉索预拉力、拉索直径等设计参数,采用控制变量法,基于通用有限元软件ANSYS对其静力刚度进行参数分析。结果表明：单层索网结构的承重索宜布置在短轴方向,稳定索宜布置在长轴方向,可以增加结构刚度;高差对结构刚度的影响最大,保持总高差不变,分别改变承重索垂度和稳定索拱度,结构的刚度没有变化;在网格尺寸为1.7~3.2 m、拉索预拉力为700~1000 kN、拉索直径为44~62 mm时,减小网格尺寸、增大索的预拉力以及直径对增大结构刚度有利;高差和预拉力对结构反力的影响较大,其中高差主要影响结构反力的竖向分量,预拉力同步影响其各分量。     

单层马鞍形无内环交叉索网结构受力性能研究

为提升内环索网结构抗连续倒塌能力与经济性,提出一种单层马鞍形无内环交叉索网。该新型索网具有抗连续倒塌能力强、鲁棒性好等优势。首先介绍了单层马鞍形无内环交叉索网的结构形式并给出了该结构的数学表达式;然后采用大型通用有限元软件ANSYS对单层马鞍形无内环交叉索网进行参数化建模、找形分析和结构设计,并采用生死单元法对该索网断索后的受力行为进行了非线性分析;最后研究了矢跨比、外环节点数和间隔数三个关键几何参数对结构静力性能的影响规律。研究结果表明：单层马鞍形无内环交叉索网单根或少数拉索破断不会引起结构的连续倒塌;随着矢跨比的减小,索网变扁平,最大应力与位移均逐渐增大;随着外环节点数的增加,索网变密,最大应力与位移均逐渐减小;随着间隔数的增加,索网中央多边形开口缩小,最大应力在间隔数由2增至4时增长迅速,在间隔数由4增至7时增长缓慢,最大位移则出现先增大后减小的趋势。     

锦屏左岸拱肩槽边坡稳定性及预应力锚索加固措施研究

应用大型分析系统软件FINAL,采用特有的接触界面单元模拟潜在滑动面和特殊的锚索单元模拟预应力锚索,对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡潜在不稳定块体进行稳定性分析和加固措施研究。高边坡开挖、预应力锚索加固施工过程的数值仿真分析结果表明,采用界面单元、锚索单元,充分考虑了岩体中的不连续结构面以及预应力锚索的预应力和刚度对岩质高边坡稳定性和应力场、位移场的重要影响,较好地反映出预应力锚索在各种工况下的工作性态及加固机制,对工程中岩质高边坡的稳定性分析、加固设计有较好的借鉴和指导作用。