基于BIM技术某车辐式索桁架数字模拟预拼装技术研究

以某车辐式索桁架屋盖结构缩尺模型为研究对象,对拉索索头与环梁耳板进行数字模拟预拼装研究。基于BIM技术进行结构设计,建立结构成型态三维理论模型。利用三维激光扫描技术扫描自然状态拉索,得到拉索实测模型。针对柔性拉索几何非线性程度高、成型后具有预应力的特点,提出柔性拉索数字模型修正方法。选取构件特征拟合点,通过坐标转换进行数字模拟预拼装,并将错边结果辅以有限元修正,误差引起的索力变化约为5%。对缩尺模型进行实际张拉成型试验,对比数字模拟预拼装与试验结果,验证数字模拟预拼装的可靠性。     

球铰支座的抗拔设计与力学性能分析

提出了一种新型抗拔型单向滑移球形支座,该球形支座在传统球形支座结构形式基础上进行了创新性改进,即把原有的上滑板分成两个楔形部位进行组合。通过建立两种抗拔球形支座有限元模型,采用ABAQUS软件进行了竖向压力、竖向拉力、水平推力的不同组合工况受力分析,研究了两种支座的力学性能。结果表明:该新型抗拔球形支座在竖向压力、竖向拉力单独工况作用下以及与水平剪力组合工况下的承载能力高于传统球形支座,并且水平与竖向位移均明显小于传统球形支座,该新型抗拔球铰支座的力学性能优于传统支座。     

一种新型形状记忆合金阻尼器

本文利用奥氏体状态记忆合金丝超弹性性能,设计了一种新型形状记忆合金阻尼器,分别从记忆合金材料一维本构模型和合金丝超弹性分段线性恢复力模型两个角度建立了阻尼器的理论模型,并通过性能试验研究,得出如下结论:SMA阻尼器在加卸载循环下会形成比较稳定的近似于双线性的滞回曲线,表明这种阻尼器具有良好的耗能能力;验证了理论模型的正确性;SMA阻尼器具有良好的抗腐蚀和抗疲劳特性,工作性能稳定。     

双层柱面网壳弹塑性抗震性能

对双层柱面网壳的弹塑性抗震性能进行了探讨。采用理想弹塑性模型 ,通过结构非线性分析程序ADINA ,对双层柱面网壳结构进行了地震作用下的弹塑性分析。利用EL Centro地震波对网壳结构进行时程地震反应分析 ,考察了杆件进入塑性后网壳的地震响应和抗震性能 ,揭示了这类网壳的弹塑性性能特点     

气枕式ETFE膜结构的初始形态分析

随着气枕式ETFE膜结构在北京2008奥运会国家游泳中心的大面积使用,这种结构形式在国内受到了越来越多的关注.本文对气枕式ETFE膜结构的初始形态分析进行了研究.首先利用AN SY S通用有限元软件配合APDL语言进行编程,完成了对膜结构初始形态的模拟,并对该方法进行了验证,得到了满意的结果.在此基础上对气枕式ETFE膜结构进行了初始形态分析,并对计算结果进行了讨论,为ETFE气枕式膜结构的设计在理论上作了一些有益的探索.     

SMA-橡胶支座在单层球面网壳结构中的隔震分析

对新型SMA-橡胶支座隔震单层球面网壳结构进行了系统的动力分析。给出了理论分析方法,编制了相应的计算程序。对某凯威特单层球面网壳在不同工况下地震响应的数值模拟表明,该新型隔震支座可有效降低空间网壳结构的振动响应。     

劲性支撑穹顶索膜结构模态特性试验研究

结构的模态特性是其本身固有的极其重要的力学性能,是结构动力分析的基础.准确把握结构的模态特性还能避免结构在动力荷载作用下发生共振的危险.对跨度为6m的劲性支撑穹顶索膜结构模型进行了模态特性的试验与理论对比分析,并分析了全跨荷载、半跨荷载及初始预应力等参数改变对结构振动频率的影响.研究表明:结构自振频率的理论值与试验值吻合较好,两者变化趋势基本一致;结构阻尼比在0.008~0.02范围内;荷载作用使结构低阶和高阶频率均减小,而高阶频率变化趋势更明显;预应力增加使结构自振频率增加,且高阶频率增加较快.     

肋环型劲性支撑穹顶结构静力性能研究

给出劲性支撑穹顶结构静力分析时的基本假设和非线性有限元方程。探讨劲性支撑穹顶结构索垂度的影响,对比分析该结构与索穹顶结构的静力性能,最后讨论初始预应力、跨度、矢高和环向等分数等参数对结构静力性能的影响。算例分析表明,索垂度对劲性支撑穹顶结构静力性能的影响可忽略不计。劲性支撑穹顶结构的整体刚度比索穹顶结构大,脊索的受力性能更能得到充分的发挥。     

球节点刚度对单层柱面网壳地震响应影响随PGA变化的规律

已有研究发现单层柱面网壳焊接空心球节点刚度对结构的地震响应有一定影响,为了解此影响随PGA(地震动峰值加速度)变化的规律,对相同尺寸的单层柱面网壳精细化模型和常用模型进行了地震响应对比分析。其中精细化模型是按照空心球节点和钢管杆件的实际尺寸建立的壳单元模型;常用模型采用梁单元建模,不考虑球节点。改变PGA后,对比2种模型相同位置节点的位移时程曲线可以看到:随着PGA的增加,精细化模型与常用模型的节点位移响应差值越来越大;PGA超过结构的失稳临界值后,随着PGA的增加,加大精细化模型节点壁厚对提高结构抗失稳能力的作用越来越小。