木屋盖的纵向刚度

本文对屋盖的纵向刚度问题进行了系统的理论分析。提出了屋面刚度所必须满足的要求。在综合一系列实测资料和理论分析的基础上提出了木屋盖的各种屋面系统和支撑系统的计算刚度指标。提出了有关屋面和支撑系统设计的技术界限和具体建议。     

最大熵法可靠度理论在工程中的应用

基于信息论中最大熵的概念，探讨了最大熵法的可靠度理论在工程中的应用。讨论了样本的均值、标准差对收敛性的影响，以及样本数量与最大熵法阶数对概率密度函数、超越概率、可靠指标精度的影响。提出了结构分析中应采用四阶矩法，并给出应用该方法时精度控制的若干建议。     

膜结构的多目标形态优化

根据膜结构的力学特点,建立膜结构的多目标形态优化模型,确定"刚度最大"、"受荷后应力分布最均匀"和"支座反力最小"为优化目标,并明确各目标的数学表达形式;重点比较用于描述刚度的三种表达形式(应变能、最大位移和平均位移)在力学概念及优化结果上的区别;通过加权系数法将多目标优化问题转化为单目标问题,并采用遗传算法进行求解;最后,给出相关算例对上述理论和方法进行验证.研究结果表明:膜结构形态优化模型是有效的、实用的;采用不同的刚度描述指标对优化结果影响很大,其中,应变能最能反映膜结构刚度的本质,优化结果也更为合理;结合加权系数法和遗传算法,可以获得各项力学性能均较为理想的优化结果.     

风振响应中选择主导振型的主动预测法

针对大跨度空间结构多振型参与结构振动的特点,提出一种在频域内分析该类结构风振响应的应变能主动预测法.该方法的基本原理是:以用应变能大小评价各振型在风振响应中的参与程度这一方法为基础,结合振型响应的简化分析方法,给出风振响应中各振型响应的应变能简化计算方法;根据各振型的响应谱特征,将大跨度空间结构分为由背景响应或共振响应占主导地位的两类结构,对每一类结构,定义应变能预测指标,该方法只需要简单的几个基本参数(如结构振型和风荷载信息)就可以快速计算各振型的应变能贡献大小,衡量各振型在风振响应中的参与程度,从而达到快捷选择大跨度空间结构风振响应中主导振型的目标,能够显著提高振型分解法的计算效率.最后,将该方法用于一单层球面网壳,结果表明:应变能主动预测法可以快捷、准确地选择风振响应中的主导振型,计算得到的节点位移响应谱和均方根响应与准确值吻合较好.     

FAST 30 m模型整体索网结构试验研究

对500m巨型射电望远镜(FAST)的30m模型反射面整体索网支承结构从初始预应力态的形态确定、工作态的模拟及荷载态分析等角度对索网结构进行详细的性能研究与优化设计;为满足望远镜对反射面成形高精度的特殊要求,对模型反射面整体索网支承结构的加工、制作及安装采取一系列的保证措施,同时利用有限元数手段采用逆向分析法对索网结构张拉方案进行优化,并对成形全过程进行数值模拟,指导实际的成形过程;对最终试验结果进行分析,表明采用整体索网结构作为反射面的支承结构是切实可行的,其成形精度可以达到望远镜的功能要求,同时也证明本文所采取的初始形态分析方法、成形全过程模拟方法及成形方案是正确的,所采取的保证结构精度的系列措施是有效的.     

椭园形双曲抛物面鞍形壳体屋面风压分布系数的实验研究

本文通过模型风洞实验,对椭园形双曲抛物面鞍形壳体屋面的风压分布系数进行了研究。实验是在模拟大气边界层风洞中进行的。根据不同风向作用下屋面风压的实测分布规律,给出了最大风压系数和整个屋面的平均风压系数。在所研究的矢跨比范围内,最大风压系数C_(pm)=-206q,最大平均风压系数(绝对值)(?)_p=-0.82q(q为速压)。实验结果表明,风向对屋面风压分布起着最为重要的作用。     

薄壁钢管杆件结构几何和材料非线性性能研究

本文根据Von Misses屈服准则及Prandtl-Reuss增量关系推导出了理想弹塑性材料、薄壁钢管杆件单元的弹性及弹塑性增量本构关系。采用根据上述本构关系和有限分割有限元法编制的程序,本文首先对国外近来发表的一些实验结果及理论计算结果进行了分析比较,其次对一个具有42个杆件的穹顶网壳进行了非线性全过程分析。     

平面预应力索-拱体系

本文提出一种新的混合结构形式—预应力索-拱体系,作为传统的双层索系的可能竞争者.这种体系可以施加较小的预拉力,但具有较好的形状稳定性和刚度.本文用连续化理论对平面索-拱体系进行了理论探讨,导出了在常见荷载作用下的内力和位移的计算公式,同时进行了跨度为4.5M的大模型试验,在静力方面考察了体系在不同形式荷载作用下的内力和变位,在动力方面测定了该体系模型的基本动力特征—前五个频率和相应的振型.理论计算结果与试验符合得较好.     

单层球面网壳的抗震性能分析

网壳结构抗震性能分析是网壳抗震领域研究的重要内容,其进展可大大深化人们对现有结构在地震作用下可能发生破坏的认识,同时也会为进一步的机理研究及抗震设计打下坚实的基础.鉴于以上原因,以抗震问题相对突出的单层球面网壳为研究对象,通过数值方法模拟网壳在强震下的动力响应,对结构抗震性能展开了深入细致的研究.采用了当前国际通用的大型有限元软件ABAQUS,通过变换矢跨比、屋面质量、杆件截面、初始缺陷及地震输入等参数进行了大规模的计算,在对临界荷载、破坏模式等性能指标进行统计分析的基础上得出了矢跨比是网壳抗震性能最重要的影响因素等一系列有意义的结论,加深了现有对网壳结构抗震性能的认识.     

单层网壳结构的风振响应与抗风设计

利用随机模拟风振分析方法对Kiewitt6—6型单层球面网壳和三向网格单层柱面网壳的风振性能进行了系统的参数分析，包括几何参数、气动参数、结构参数等，得出可供单层网壳结构抗风设计参考的风振系数。结果表明，单层网壳结构的风振系数分布较为均匀，大致为3．0。