圆管网格结构的自适应有限元分析方法研究

为了判断网格结构有限元模型中梁单元的长度和插值函数是否合理并对此进行调整,首先推导了梁在受拉、受压、纯弯3种情况下的挠曲微分方程,以有限元试算得到的梁单元两端节点力为边界条件,求出了梁单元广义力分布场的解析解;然后,根据Zienkiewicz-Zhu后验误差估计理论,以该解析解为广义力相对精确解,推导了广义力有限元解和广义力相对精确解的能量范数以确定梁单元的相对误差。在试算过程中,如果网格结构中每个梁单元的相对误差都满足精度要求,则终止试算过程,否则调整梁单元的插值函数或长度后再进行试算。以单层球面网壳的自适应有限元静力分析为例验证了该方法的正确性和可行性。     

径向可开启板式结构几何协调性研究

介绍了一种新型开合结构--径向可开启板式结构.针对它在几何协调性方面存在的缺陷,分析了这种结构的基本构成并给出基本几何方程;运用欧式几何分析方法研究了开启时具有圆形开口的结构各单元之间的拓扑关系,得到了临界方程和限制方程,据此绘制了一些常用参数下的临界曲线和限制曲线,以便设计者选用;给出了两种开启时可形成梅花形开口或多边形开口的新型结构,解决了特定参数下屋面设计的几何协调性问题.研究结果为径向可开启板式结构的设计提供了有价值的参考.     

杆系结构可动性判定准则

基于矩阵的奇异值分解法,提出了杆系结构在考虑荷载作用下的可动性判定方法,包括含机构的杆系结构可动性判定和瞬变结构的判定。通过分析结构的平衡矩阵,计算自应力模态、机构位移模态,归纳出了荷载态下杆系结构可动性判定公式。结果显示若机构位移模态与荷载向量正交,则几何意义上的机构可演变为可以承受外界扰动、相对稳定的结构。另外对瞬变结构给出瞬变判定公式,弥补了体系分类的空缺。最后辅以算例验证,给出结论,系统列出细化后的结构体系分类表。     

太阳能光伏钢结构集成体系研究

太阳能光伏钢结构体系的集成是指将太阳能光伏技术应用于钢结构建筑形成绿色环保节能的建筑结构。首先提出光伏钢结构集成体系的定义以及集成体系应用的分类,归纳了各种应用形式的特点和优势,总结了光伏钢结构集成体系的连接集成技术、设计技术和施工技术,最后对在网架上安装了新型太阳能光伏组件的试验模型的安装和连接进行介绍。     

北京北站张弦桁架结构模型试验研究

张弦桁架结构具有自重轻、跨度大及整洁美观等优点。目前有关张弦桁架结构的试验研究大多以单榀为主,为了了解此种结构的空间受力性能,以北京北站张弦桁架结构为原型,制作了一几何缩尺比例为1∶10的5榀空间张弦桁架结构试验模型。首先介绍了北京北站张弦桁架结构雨棚的工程概况,其次描述了该试验模型的制作及组装过程,最后对其在多种荷载工况作用下的多级静力加载等内容进行了理论分析和试验研究。研究结果表明：虽然试验模型在垂直张弦桁架跨度的方向上布置了刚度较大的立体联系桁架和平面联系桁架,但是荷载传递的路径仍然是以沿着张弦桁架跨度方向的单向传递为主;空间张弦桁架结构承受非对称荷载能力强。     

基于平面折梁单元的可开启结构平衡矩阵分析方法

平面折梁单元是可开启结构中的常用单元类型。在平面梁单元基础上,构造平面多角折梁以及折梁单元组成的剪式铰两种超级单元,利用矩阵缩聚理论将内部自由度封装,推导超级单元平衡矩阵,组装可开启结构的整体平衡矩阵。通过矩阵奇异值分解,分离出自应力模态、机构位移模态、最小非零奇异值等信息,对可开启结构进行机动性能分析。运用基于平衡矩阵分解的非线性力法,提出主动与被动控制实现机构轨迹模拟。最后,基于该文给出的算法,从数值计算的角度寻找两类圆形径向可开启结构的拓扑形式,并模拟开启运动轨迹。     

网壳结构"折叠展开式"计算机同步控制整体提升施工技术

网壳结构“折叠展开式”计算机同步控制整体提升施工技术是一种新型的、技术先进的大跨度网壳结构的施工方法。它的基本思想是将网壳结构局部抽掉少量杆件,将结构分成若干区域,并设置一定数量的可动铰节点,使结构变成一个机构。在靠近地面拼装,然后采用液压提升设备,通过计算机同步控制,将结构提升到设计高度,再补充缺省杆件,使机构变成稳定的结构状态。这种方法可以节省大量脚手架,避免高空作业,保证施工人员的安全,适合矢跨比比较大的网壳结构,具有明显的经济效益和社会效益。网壳结构“折叠展开式”计算机同步控制提升施工技术由浙江大学空间结构研究中心提出,并在河南省鸭河口电厂108米跨度干煤棚网壳工程施工中得到首次应用。本文详细介绍“折叠展开式”整体提升施工技术的基本思想、施工工艺、节点构造、提升过程中结构受力特性、技术措施及其施工控制要求。     

某综合料场封闭工程钢罩棚设计

以某跨度为332 m的综合封闭料场为研究对象,从结构安全性、工艺适应性、施工便捷性和经济性四方面对其中部主罩棚部分进行方案优选及分析,确定主结构钢罩棚采用双拱中柱方案,结构形式为预应力拉索-倒三角管桁架。分析对比不同边柱高度对结构承载力及用钢量的影响,确定最优的结构几何参数。结果表明:在保证料场工艺空间的前提下,采用适宜的边柱高度可以大幅降低混凝土用量及屋盖用钢量,且可以确保结构的整体稳定性及抗连续倒塌性能。     

空间索桁结构的力学性能及其体系演变

本文介绍了考虑索单元松弛跟踪的空间索桁结构非线性有限元全过程分析方法。并以典型的鱼腹形索桁结构为例，探讨了空间索桁结构的力学性能，以及在荷载作用下结构几何体系演变的特征。本文对新型空间索桁结构的研究和工程应用具有指导意义。     

网壳结构"折叠展开式"施工吊点同步控制研究

河南鸭河口电厂干煤棚柱面网壳首次采用了"折叠展开式"整体提升施工技术,在施工过程中,提升设备不能够保证在任意时刻吊点都保持均匀提升,吊点间存在的高差必定使结构产生一定的附加内力。本文研究了吊点的不均匀提升对结构产生的影响,并据此提出了吊点高差的控制标准。