随机初始缺陷对辐射式张弦梁结构非线性稳定的影响研究

首先对适合网壳结构的传统随机缺陷模态法进行改进,使其更适合对辐射式张弦梁结构进行分析。采用迭代法对辐射式张弦梁结构进行形态分析得到初始态,再使用改进的随机缺陷模态法对结构进行非线性稳定分析,研究了矢跨比、缺陷幅值和预拉力对辐射式张弦梁结构稳定承载力的影响,最后将随机缺陷模态法与一致缺陷模态法的分析结果进行对比。结果表明:初始缺陷会使辐射式张弦梁结构稳定承载力降低,且缺陷幅值越大,结构稳定承载力越低;随着矢跨比减小,结构稳定承载力降低,缺陷结构稳定极限荷载相比于完善结构稳定极限荷载的下降率逐渐增加;索能有效地提高结构稳定极限承载力,降低结构对缺陷的敏感度;预拉力的增加使结构对缺陷的敏感度略微降低;当矢跨比不大于1/10时,可以采用一致缺陷模态法对辐射式张弦梁进行稳定性分析。     

新中国国际展览中心主登录大厅张弦梁屋盖结构分析

新中国国际展览中心主登录大厅屋盖结构方案采用了两撑杆张弦梁结构体系。介绍了屋盖的结构布置,对两撑杆张弦梁进行了稳定分析和整体计算分析,分析表明两撑杆张弦梁满足强度、刚度的要求。讨论了两撑杆张弦梁与普通张弦梁的差异、预拉力的确定、高跨比的影响和结构的抗风设计等问题。针对两撑杆张弦梁撑杆间距较远的特点,给出应用该类结构的一些建议。     

平面张弦结构的平面内整体稳定性研究

本文对平面张弦结构的平面内整体稳定性进行了分析与研究。按平面张弦结构的构成特点,提出下弦索对提高张弦结构整体稳定性的回复力模型,推导了平面张弦结构的屈曲平衡方程,得到了张弦结构的一阶屈曲临界荷载。将理论值与有限元计算结果进行了比较,证明了理论推导公式的准确性。研究结果表明,与两铰拱相比,张弦结构的整体稳定性有很大幅度提高。对平面张弦结构各类型(张弦梁、张弦拱、系杆拱与拱形张弦拱)的整体稳定性进行了分析与比较,讨论了竖腹杆设置数量对整体稳定的影响。按保证整体稳定性考虑,给出了上弦拱为圆管时对截面惯性矩的控制要求。     

大跨度预应力张弦梁施工控制技术研究

对大跨度预应力张弦梁常见的施工方法及其特点进行了总结与分析。以上海源深体育馆预应力张弦梁为背景,通过基于ANSYS的优化分析、非线性全过程分析以及屈曲分析,重点研究了预应力张弦梁下弦钢索张拉力的优化、关键施工状态下结构的受力性能分析与稳定性分析等施工控制中的关键技术问题。在此基础上,进行了两榀预应力张弦梁1:9缩尺模型的施工模拟试验,研究了张弦梁施工全过程的受力性能。有限元分析与试验结果表明:对下弦钢索的张拉力进行优化可以有效地改善结构在设计状态下的受力性能;合理的结构设计可以保证张弦梁在施工过程中的强度与稳定性;预应力的张拉宜以跨中反拱作为控制指标;有限元计算值与试验结果吻合良好。     

抗风索双层弦张弦梁结构的稳定性能分析

综合现有张弦梁结构工程实例,张弦梁结构存在一些不足,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,采用ANSYS有限元软件详细分析对比了抗风索双层弦张弦梁结构与未布设抗风索的双层弦张弦梁结构的稳定性能。通过对比发现,布设抗风索的结构稳定性能有一定的提高。     

单榀张弦梁结构稳定性能试验分析

对单榀张弦梁结构稳定性能试验做了系统归纳及说明,用试验方式了解该结构的稳定性能,并验证理论分析的合理性。     

某椭圆抛物面辐射式张弦梁结构的非线性屈曲及施工仿真分析

以一31.1m×24.1m跨度的椭圆抛物面辐射式张弦梁结构为分析对象,考虑几何非线性、初始几何缺陷、材料弹塑性及活载的半跨布置,对其非线性屈曲性能进行研究。采用分批分阶段的拉索张拉施工方案,通过对张拉全过程的仿真分析,得到直接指导施工的各组拉索张拉力。研究表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时,稳定承载力系数并非最小;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;材料非线性对结构稳定性影响较大;初始几何缺陷取短轴跨度的1/500较为适宜;各组拉索的实际施工张拉力与目标索力差别较小,张拉过程中,群索之间索力的相互影响不大。     

抗风索双层弦张弦梁结构动力性能分析

张弦梁结构具有结构简单、受力合理和施工方便快捷等优点。在总结目前几个已建成的大跨度张弦梁工程实例时发现,该结构形式在具备多种优点的同时也存在一些缺点,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。总结以上不足之处,在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,分析抗风索双层弦张弦梁结构的动力响应。     

某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计与静力弹塑性分析

多跨连续张弦梁结构是一种新型的平面张弦梁结构形式.介绍了某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计概况和结构体系选用,并对结构进行了抗震性能分析.根据静力弹塑性(Pushover)分析的基本原理,对该结构进行最不利荷载组合下的静力弹塑性计算分析.计算结果表明:Pushover分析可以从能力谱曲线、层间位移角和塑性铰分布及变形方面综合地对该类大跨度钢结构进行抗震性能的评估,它是实现基于性能化设计的有效方法.     

空腹式张弦梁在采光顶工程中的应用

以一空腹式张弦梁采光顶工程为背景,通过对普通桁架、普通张弦梁和空腹式张弦梁三种不同类型的采光顶支承结构进行对比分析,得出采用空腹式张弦梁结构不仅能够得到良好的经济效果,而且能使结构设计与建筑功能完美结合。讨论了垂跨比、初始预应力度对空腹式张弦梁结构受力性能的影响。     

装配式大跨径木质张弦梁结构安装数值仿真与监测技术

浙江大学国际联合学院(海宁国际校区)一期综合体育馆为装配式大跨径木质张弦梁结构,主跨长45.6m,为国内首例。装配式大跨径木质张弦梁结构具有整体抗侧刚度弱、稳定性差、施工难度大等技术难点。通过对装配式大跨径木质张弦梁结构的安装数值模拟,预测大跨径木质张弦梁结构施工过程的结构受力与变形,与索力及结构形状的实时监控结果对比并及时进行纠偏,保证了施工完成态符合设计要求。     

溜冰场屋面张弦梁结构的应用与分析

芜湖苏宁广场溜冰场屋面跨度36m,采用张弦梁结构,介绍其设计要点,并对拱形平面张弦梁的结构体系、结构计算、稳定性、节点形式及其他注意事项进行分析。     

辐射式张弦梁结构自振特性和地震响应分析

辐射式张弦梁结构是一种新型空间结构形式,具有结构受力合理、整体刚度大、造型美观、施工简单等优点.以该结构为研究对象,应用有限元方法对结构的频率和振型进行分析,运用时程分析法计算结构在地震作用下的地震响应,针对不同参数如矢跨比、垂跨比、撑杆数、斜索预应力值及不同地震波进行参数分析,得出了各参数对辐射式张弦梁结构地震响应的影响.计算结果表明,随着矢跨比和垂跨比的增大,辐射式张弦梁结构跨中竖向位移减小;而撑杆数目、索内预应力对结构影响不大.此外这种结构由于跨度大,因此对地震作用较为敏感.     

平面张弦梁结构整体分析及工程应用

四川省成都市花样年美年广场二期综合体教育用地项目中游泳馆屋盖结构采用平面张弦梁结构,整个屋盖结构成V型,沿纵向采用六榀平面张弦梁,各榀张弦梁间距10m,张弦梁跨度38.7m,运用sap2000V15有限元软件对平面张弦梁屋盖结构进行了整体分析及设计。     

张弦梁结构受力性能研究

对体外预应力张弦梁结构在竖向荷载下的受力性能进行了系统的研究,通过理论分析给出了单向张弦梁结构合理预应力的计算方法,并对单向张弦梁的合理高跨比和上下弦刚度比进行了探讨。在此基础上,进一步提出了双向张弦梁结构合理预应力及高跨比的计算方法。     

弦支穹顶结构的弹性稳定性分析

为了了解弦支穹顶在静力荷载作用下的稳定性能,采用有限元软件ANSYS对弦支穹顶的弹性和弹塑性稳定性能进行了对比分析,初步了解了弦支穹顶弹性与弹塑性稳定性能的主要差异,得出了一些对工程设计有用的结论。     

两种不同曲面形状椭圆弦支穹顶结构性能对比与弹塑性稳定分析

椭圆弦支穹顶上部单层网壳曲面形状一般为椭圆抛物面或椭球面,对比分析了两种不同曲面形状对大跨度扁平椭圆弦支穹顶结构性能的影响。研究表明,椭圆抛物面弦支穹顶的结构性能优于椭球面弦支穹顶,大跨度扁平椭球面弦支穹顶不建议采用半椭球面作为上部网壳。当大跨度扁平椭圆弦支穹顶由稳定承载力控制时,宜进行弹塑性稳定分析,按弹塑性稳定极限承载力安全系数2.0进行设计优化;不建议只进行几何非线性分析,按弹性稳定极限承载力安全系数4.2进行设计优化,这样会造成较大的经济浪费。     

张弦梁张拉过程平面外稳定性分析及施工方案比较

张弦梁结构作为一种自平衡体系,在大跨度屋盖结构中得到日益广泛的应用.设计状态下张弦梁上弦构件受到檩条、支撑等屋面结构的约束,其平面外稳定问题并不显著.但在施工过程中对平面张弦梁进行预张拉时,一般要设置临时面外支撑,因此需对张弦梁张拉过程中的平面外稳定性问题予以研究.采用几何非线性有限元方法,对张弦梁张拉过程的平面外稳定问题进行弹性屈曲分析,研究了张弦梁主要几何参数对失稳临界索力的影响,提出了确保张拉过程平面外稳定的措施.此外,针对张弦梁单步张拉和分级张拉2种常见施工方法,通过算例比较了两种方法的优缺点.     

一维张弦梁结构的稳定分析

张弦梁结构由拱、撑杆和拉索组合而成,近年来在大跨度工程中得到了日益广泛的应用.其结构特点是索受拉、撑杆为受压二力杆、拱为压弯构件.本文结合已建实际工程,对一维张弦梁结构的拱和撑杆的稳定性能进行定性分析,并对风吸力作用下的稳定问题进行探讨,可供工程设计者参考.     

移动荷载下自适应张弦梁的内力控制方法与试验研究

自适应张弦梁结构是在常规张弦梁基础上,通过主动控制调节,改变结构几何状态,从而适应外部环境变化的更加高效智能的结构体系.设计了移动荷载下的自适应张弦梁试验,并选用STM32单片机、激光位移传感器、作动器、JK0220驱动器成功制作了单撑杆自适应张弦梁模型.以挠度为控制指标,对移动荷载位于跨中和上弦梁全长1/4处两种工况进行工作状态分析,并与根据现有理论得出的数值模拟结果对照分析.结果表明自适应张弦梁模型能有效地降低张弦梁挠度,荷载位于跨中和1/4处两种工况下结构最大挠度分别降低3.36%、10.71%.验证了主动控制模型的正确性和自适应索杆张力结构的可行性.