环向折线形单层球面网壳及其结构静力简化计算方法

环向折线形单层球面网壳是单向折线形网架结构在曲面结构构形中的拓展,兼有双层网壳和单层网壳受力特性。通过结构构形研究和机动分析,提出了在轴对称条件下基本结构体系的简化杆系计算模型及其分析方法。为改善结构的受力特性,在基本结构体系的基础上,增设若干道环向杆件,形成环向折线形单层球面网壳的加强结构体系。通过算例分析,对比研究了在不同荷载工况下和厚跨比对结构体系受力性能的影响。研究结果表明：环向折线形单层球面网壳的基本结构体系是一种静定空间桁架结构;揭示了环向折线形单层球面网壳基本结构体系的组成规律、受力特性,给出了加强结构体系的合理加强方案;所提出的简化计算方法,可精确求解网壳的内力和位移。     

鸟巢形网架的构形、受力特性和简化计算方法

鸟巢形国家体育场是 2 0 0 8年北京奥运会的中标方案 ,其屋盖主体结构实际上是由两向不规则斜交的平面桁架系组成的椭圆平面网架结构 ,每榀桁架与内环相切或接近相切 ,不妨称其为鸟巢形网架。通过研究和分析圆形平面的鸟巢形网架 ,其结构构形可简化成由统一的一类平面桁架系组成。对于周边简支的圆形鸟巢形网架 ,提出了简化计算法和相应的计算公式 ,可以方便地计算网架各杆件的内力和节点挠度。对于特定参数的鸟巢形网架 ,还给出了内力计算用表 ,以利工程利用。     

预应力网架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析

本文引入初内力的概念,提出并建立初内力准则方程式来简化分析计算预应力网架结构。这种简捷计算法在分析各种预应力工况时,只要一次性建立、分解和应用网架的总刚度矩阵,使计算工作量大为简化。当单根杆件施加预应力、多根杆件施加预应力、同一杆件各股分别施加预应力以及分级分批施加预应力时,采用本文提出的方法可方便求得各工况下预加应力全过程的网架内力和变位及其变化规律,并可一次性地完成预应力施加工作。文中附有多个算例,计算结果表明,本文提出的简捷计算法是正确、可靠和有效的。     

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...     

节点刚、铰接时环向折线形单层球面网壳静力和稳定性能的分析研究

环向折线形单层球面网壳是一种新型的具有双层网架和单层网壳特点的空间桁架体系,结构分析简捷,加工制作方便,建筑造型优美,有推广应用前景。专门研究了当节点采用不同连接方案时,即当构成4种节点形式与杆件特性的连接构造时对环向折线形单层球面网壳基本结构体系和加强结构体系静力和稳定性能的分析,可进一步了解这种单层网壳结构的受力特性,也是对现行《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2001)第3.1.8条强制性条文规定单层网壳应采用刚接节点的讨论,并得出一些对工程设计有重要参考价值的结论。     

蜂窝形三角锥平板网架几何不变性及内力分析的研究

本文对周边支承的蜂窝形三角锥平板网架的几何不变性进行了理论分析,并通过三十个不同荷载、不同约束方案的实际计算指出: 1.周边支承的蜂窝形三角锥平板网架,其几何不变性与支座约束情况有关; 2.这种网架空间几何不变性的机动分析可简化为上弦平面内的平面机动分析; 3.在各支座处除有一个铅垂约束外,只要在全部支座(个数为J)范围内按着机动分析的充分条件适当布置J个或多于J个的水平约束,使网架上弦所形成的平面系统呈几何不变体系,这时可不必增加任何其他杆件,即可保证网架整体的几何不变性; 4.当荷载不变时,支座水平约束的变化只影响上弦杆件内力,对下弦杆件内力及腹杆内力无影响; 5.在实际工程中,支座多呈三向弹性约束,结构形成超静定的几何不变体系; 6.当采用铅垂固定约束及平行边梁轴线方向的固定约束,且只有铅垂荷载时,虽然能算出结果,但从理论分析是几何可变的,属于不稳定平衡情形,仍潜伏着结构瞬时可变的危险性,在结构设计中应有相应措施以保证结构的稳     

下部支承刚度对悬挑网架抗震性能的影响分析

针对某运动场主席台悬挑网架建立四种下部支承刚度的整体分析模型,在多遇地震下考察不同下部支承刚度对网架受力性能的影响.发现增大柱截面会使网架竖向位移和应力增大;增设剪力墙可使竖向位移和部分杆件的内力减小,但同时会使X向位移和部分杆件内力增大;减小柱截面会使悬挑网架的扭转效应增强,仅少部分杆件内力增大.建议在悬挑网架设计时,充分考虑下部支承刚度.     

多跨连续网架悬挂吊车后杆件内力的计算

一、前言在多跨连续网架下悬挂吊车时,网架杆件的内力计算是一个有待于探讨的问题。网架空间刚度大,稳定性好,因而比平面桁架更适应集中荷载的作用。但由于其节点及杆件数量多,是高次超静定结构,在悬挂吊车荷载作用下,要准确地求出网架每根杆件在最不利荷载组合下的内力值是很困难的。国内有些单位已编制出能进行内力组合的计算程序,但由于机器容量关系,很难满足多跨连续网架在悬挂吊车作用下内力计算的需要。在唐山齿轮厂联合厂房网架屋盖设计中,为满足工程急需,我们采用了近似的简化计算。现介绍如下。二、工程概况唐山齿轮厂联合厂房为机械加工厂房,分高、低跨两部分。低跨部分屋盖采用了多跨连续正放抽空四角锥,其平面尺寸为156×84m,由伸缩缝分     

三层网架结构设计及抗震性能研究

以实际工程为例,进行了四种不同网架方案的比较,分析了双层网架与三层网架的受力规律;通过支承体系与网架的整体建模和协同作用分析,给出了支承柱受力情况;详细研究了三层网架的动力特性,比较和总结了三层网架地震内力影响系数,三层网架在竖向地震和水平地震作用下各层杆件的动内力分布规律。研究表明,三层斜放四角锥网架结构具有优越的受力性能,并且用钢量低,是大跨度矩形平面屋盖的合理结构形式。研究成果为工程设计和该类结构推广具有重要的指导意义。     

环向折线形单层球面网壳结构的试验研究

环向折线形单层球面网壳的基本结构体系兼有单、双层球面网壳结构的受力特性,且节点为铰接,是一种新型的静定空间桁架结构.为改善结构受力、满足构造要求,可在基本结构体系基础上增设内圈环杆.本文对内圈环杆加强的环向折线形单层球面网壳结构进行了全跨、半跨荷载下的静力加载试验,并将试验数据与理论分析结果进行对比.分析结果表明:该结构具有良好的受力性能,试验数据与有限元分析结果之间的差异较小,理论分析正确.     

大跨度跳层空腹网架结构的简化分析方法

本文以考虑剪切变形的交叉梁系柔度法和多层框架在竖向荷载下的分层法为基础提出了跳层空腹网架的简化分析方法。该方法通过将两向正交平面空腹桁架等代为两向正交实腹梁,经求解柔度方程后,可回代成平面空腹桁架求算杆件的内力。本文详细地推导了跨越层柱子对等代实腹梁作用的端弯矩,同时求算出了考虑跨越层柱子影响时等代实腹梁的柔度系数,建立了柔度方程。提出了回代过程中跨越层柱子对等代实腹梁作用端弯矩在求杆件内力时的处理方法,给出了简化计算方法的具体步骤,并编制了相应的计算机程序。通过算例分析可知该简化分析方法具有较高的计算精度,可满足工程结构设计的要求。     

地震作用下带斜面网架整体结构弹塑性时程分析

斜面网架倾斜放置,两端支承柱之间存在很大的高差,造成了整体结构的质量和刚度分布明显不对称.对周边支承带斜面网架整体结构进行了地震作用下的弹塑性时程分析,并与平面网架进行了受力特性对比.分析表明:带斜面网架在水平x,y方向的整体受力特性有很大差别.斜面网架沿y方向(第二振型方向)运动时,高、低端支承柱和网架一起构成了整体性很强的抗侧力体系,y向水平地震作用按柱的侧移刚度分配剪力;沿x方向(第一振型方向)运动时,低端柱没有形成对高端柱的强有效约束, x向地震剪力由支承柱承受的荷载根据达朗伯原理确定;由于高、低端支承柱向与其相连的上弦、腹杆传递的轴力相差较大,地震作用下网架的内力分布呈现斜面网架的独特性.     

三向类网架结构的拟夹层板分析法

本文提出采用能考虑网架剪切变形的拟夹层板法来分析计算三向类网架结构，推导建立了反映这类网架受力特性的六阶基本偏微分方程式，指出了三向类网架等代拟夹层板的固有特征和具有的物理常数，求得了周边简支网架重级数形式的解析解，给出了由拟板内力换算网架各类杆件内力的计算公式。本文方法便于快速得出网架挠度和内力的计算结果和分布规律，也可作为精确的空间拓架位移法的校核手段和补充。     

弦支环向折线形单层球面网壳结构的模型试验研究

环向折线形单层球面网壳是单向折线形平板网架在回转曲面结构构型中的拓展,兼有双层网架和单层网壳结构的受力特性且建筑造型优美,可用于中小跨度的开大、小孔洞的屋盖和悬挑结构。为改善环向折线形单层球面网壳的受力特性,本文提出了弦支环向折线形单层球面网壳结构,从而使得结构可以跨越更大的跨度。为研究弦支环向折线形单层球面网壳结构的受力特性,本文设计、加工了一跨度为6m的试验模型,对该试验模型展开了施工张拉分析和多级静力加载试验,并与环向折线形单层网壳结构模型试验结果进行了对比分析。研究结果表明:该结构具有良好的受力性能,试验数据与有限元分析结果之间的差异较小,理论分析正确。     

工业厂房网架在桥吊荷载作用下上下部结构协同工作的受力特性与简化计算法

本文着重讨论了在桥式吊卓荷载等侧向力作用下．工业厂房门架与下部支承结构的协同工作问题．研究与分析了网架内力与变位的分布规律，提出了实用的简化计算方法，得到了若干有价值的结论。     

葵花形开孔单层球面网壳的机动分析、简化杆系模型和计算方法

通过机动分析,论证了葵花形(指葵花形三向网格型)开孔单层球面网壳是能满足结构几何不变性基本要求的静定空间桁架结构.提出了简化杆系计算模型及其基本方程,精确求得网壳内力的递推计算公式和简便的位移计算公式.给出网壳支承在圈梁且需考虑与下部结构协同工作时的计算方法.在多种荷载工况和不同网壳矢跨比时作了参数分析和对比.本文的简化分析方法可方便地揭示网壳受力特性和主要内力、位移的变化规律,可为该类网壳结构的初步设计与多方案比较时采用.     

单向折线形网架的适用边长此

1 引育单向折线形网架在单层厂房中应用比较多.它既可看作是将正放四角锥抽去了纵向弦杆,又可看作是V形折板在网格结构中的衍生.由于以单向受力为主,其适用边长比在一些文献中建议为2;另一些文献则建议为3.<网架结构设计与施工规程>(JGJ7-91)(以下简称"规程")则建议为2.5以上.由于以上文献采用近似方法得到的结论不够确切,本文对此进行了详细的计算,以得到较为精确的适用边长比.对于较狭长矩形平面,规程推荐的形式最常用的为两向正交正放、正放四角锥,本文将这二种形式与单向折线形进行了不同跨度及屋面形式(荷载)的杆件及球节点用钢量比较.由于各自结构特点不同,三种网架在不同屋面形式及跨度下造价随边长比变化的增长速度也不同,亦即存在不同的经济分界点边长比.通过空间桁架位移法,选用实际工程常用规格的杆件及球节点计算出这些经济分界点边长比,较之采用近似方法或用理论用钢量作比较,可以得到单向折线形更为合理的适用边长比.     

光纤传感技术在网架结构健康检测中应用

网架结构是由杆件和节点按一定规律组成的空间结构,这些杆件通常是大量钢管构件,在荷载作用下承受轴向压力或拉力.了解网架在使用过程中的受力状态,就可以比较实际结构响应与理论计算的差距,从而判断结构是否处于正常工作状态.本文研制了应用于钢管构件内力测试的网架结构无损检测系统及装置,特别是根据网架结构构件特点开发了一种可装卸的光纤传感器专用夹具,通过实验验证了该检测装置传力的可靠性.这种检测装置具有无损网架构件、不产生残余应力、安装方便的优点.同时,文中介绍某大型平板网架工程利用这种可装卸式光纤光栅装置系统进行实际结构测试的情况.     

六点支承网架计算方法与设计分析

结合某一有特色的六点支承网架设计,对网架结构的三种计算方法进行了对比,选取有限单元法计算网架杆件内力和整体变形,给出有限元设计的具体过程,最后给出网架螺栓球节点设计构造,为同类网架结构的设计提供参考.     

曹妃甸煤堆防风网架气弹模型风洞试验

目前复杂网架结构风荷载通常采用刚性模型风洞试验确定,但由于忽略了结构与流体之间的耦合效应,其结果与实际结构存在偏差。气弹模型则可真实反映结构在自然边界层中的响应,但由于网架结构非常复杂,需要适当简化相似准则和选择结构主要响应振型进行设计。基于曹妃甸煤堆防风网架结构,设计1颐50气弹模型。通过应变片测试支架根部内力,得到了B类风场不同风速下网架内力风振系数;通过激光位移计测得顺风向位移响应,求得结构顺风向位移风振系数。最后比较分析了两类风振系数,为同类结构气弹模型设计制作和风振系数计算提供参考。