拉索对肋环型索穹顶结构的敏感性分析

针对在施工张拉过程中索穹顶结构拉索的初始预应力值难以与设计值一致的问题，为了找出索穹顶结构中的敏感拉索以指导设计与施工，采用正交设计方法分析了拉索对结构的敏感性。通过建立L49(78)正交表，以一个跨度为50 m，承受轴对称荷载作用的肋环型索穹顶结构为例，研究了拉索对结构的静力、动力及稳定的敏感性，并与其他敏感性分析方法作了比较。分析结果表明，拉索对结构的静力敏感性明显高于对动力和稳定的敏感性，并且拉索对结构的敏感性高低与拉索的位置有关，在整个结构中以外环索最为关键，在设计与施工中必须严格控制其应力状态。     

单层球面网壳结构动力强度破坏的双控准则

针对在地震等强动力荷载作用下单层球面网壳结构的动力强度破坏问题，通过探讨结构的耗能机理，将结构塑性累积耗能与最大变形进行线性组合建立了动力强度破坏的双控准则，并应用动力破坏指数判定结构的动力破坏程度.以一个跨度为40 m的K8,6型单层球面网壳结构为例，应用动力破坏指数进行了强震下的结构动力强度破坏分析，并同结构最大变形和塑性杆件比例等指标进行了对比.结果表明，应用双控准则和动力破坏指数可以有效地进行单层球面网壳结构动力强度破坏的量化分析，并且对于存在局部刚度薄弱的网壳结构结果更加合理.     

按等应力原则配置的铰接杆系结构刚度最大原理

针对几何拓扑关系确定的铰接杆系结构,如何进行杆件的截面配置使结构在材料用量相同的情况下刚度最大的问题,提出了铰接杆系结构刚度最大的等应力截面配置原理.该原理表明,对于几何拓扑关系已确定的铰接杆系结构,使各杆件都同步达到某一应力时的杆件截面配置方案,是在材料用量相同情况下结构各种可能的截面配置方案中使结构刚度最大的截面配置方案.根据虚功原理,证明了相同荷载作用下杆系结构按等应力原则配置的方案在各种可能的截面配置方案中应变能最小,进而得出了前述原理.通过静定两杆桁架和超静定空间网架结构算例对上述原理进行了验证,结果表明该原理是正确有效的.     

弦支双曲扁网壳结构的鲁棒构型分析及试验研究

针对不良拓扑布置导致的结构鲁棒性不佳问题，以系统传递函数的H₂范数为基础，建立结构鲁棒性定量评价指标和鲁棒构型求解方法。以单元相对密度为设计变量，采用变密度模型描述材料的刚度，将结构的鲁棒设计转化为连续体拓扑优化，并对大爆炸算法进行二级搜索的改进，进而求解连续体拓扑优化模型。以四点支承的弦支双曲扁网壳结构为例，分析不同荷载作用下的鲁棒构型，探索不同参数的大爆炸算法优化效果，通过静力试验和冲击试验，对优化后模型和未优化模型进行对比分析。结果表明，二级搜索的大爆炸算法可以有效地应用于弦支结构的鲁棒设计中，改进的大爆炸算法加快了收敛速度，依据鲁棒构型进行杆件布置，可显著提高结构的力学性能和抗干扰能力。     

双随机下刚性索穹顶结构的可靠性灵敏度分析

针对目前索穹顶结构研究中没有考虑荷载的随机性和结构本身的随机性的问题,采用基于正交设计响应面的Monte Carlo法对刚性索穹顶结构进行了双随机下的可靠性灵敏度分析.以一个跨度为60m,承受轴对称均布荷载作用的肋环型刚性索穹顶结构为例进行分析,得到了结构功能函数的响应面,进而采用Monte Carlo方法得到结构的失效概率以及各随机变量对于结构失效的灵敏度矩阵.结果表明,刚性索穹顶结构的失效概率较小,且应力控制的失效概率小于位移控制的失效概率,最外圈斜索的预应力水平、荷载、刚性杆件截面积对于结构失效较为敏感.在此基础上,与相应索穹顶结构比较,两种索穹顶结构的失效主要都是位移控制,且在位移控制下,最外圈斜索的预应力水平对于刚性索穹顶结构失效的敏感程度要比整体预应力水平对于相应索穹顶结构失效的敏感程度低,刚性索穹顶结构较相应索穹顶结构更为可靠.     

考虑损伤累积的单层球面网壳弹塑性动力稳定研究

针对动力荷载作用下单层球面网壳结构考虑损伤累积效应的动力稳定问题,应用有限元方法进行了研究.建立了钢材考虑损伤累积的本构关系模型,并通过对动力时程计算时不同子步弹性模量和屈服强度的不断修正,获得了考虑损伤累积的单层球面网壳的动力响应,进而对结构进行了动力稳定分析.结果表明,考虑了损伤累积效应的单层球面网壳的动力响应增大,动力失稳的临界地震波峰值降低.     

损伤对张弦桁架结构弹塑性动力稳定的影响

损伤是由结构构件材料内部微观缺陷的不断扩展引起并最终导致结构工作性能的降低乃至破坏.为了分析张弦梁上弦桁架杆单元损伤对结构弹塑性动力稳定性的影响,本文利用最小耗能原理建立并推导了考虑损伤影响的上弦桁架杆单元结构平衡方程,并应用有限元分析软件ANSYS分析了地震荷载作用下损伤对结构动力性能的改变.通过计算分析,揭示了损伤的影响是张弦梁结构设计中值得考虑的不利因素.结构损伤随着地震强度的升高而增加,并最终使得位移曲线出现了分支,表明损伤给结构动力稳定带来了不利影响.     

余姚田螺山遗址网壳结构的设计与稳定性分析

以余姚田螺山遗址大跨网壳结构为工程背景,对该工程拱支双层球面网壳结构的设计过程和关键问题进行了探讨,并采用非线性有限元理论对结构进行了稳定性分析.计算结果表明,结构体现出很好的抵抗风荷载的稳定承载能力,适合于结构所处沿海多台风的环境.升温时结构出现很大的薄膜压应力,使结构的稳定承载能力降低.     

某体育场挑篷改建工程设计

针对某体育场挑篷结构原设计方案存在支承柱水平刚度不足、网壳跨中竖向挠度过大等问题,本文介绍得以解决的措施.在悬挑部分的最前檐增加一榀拱形桁架,并且加大其下弦杆件的截面面积,以提高结构竖向刚度和强度;沿挑篷短跨方向间隔一定网格间距加大部分弦杆的截面尺寸,增大支撑黄金束及附近杆件的截面面积,挑篷中部的六根落地钢筋混凝土柱改为钢管混凝土柱,并与原看台结构相连,达到柱具有足够侧向刚度;结构两端由原砼柱支承改为网壳结构直接四点落地,以提高结构整体刚度.分析表明,调整以后的结构能满足强度和刚度要求.     

台州电厂干煤棚折线形网状筒壳的选型与结构分析

本文对电厂干煤棚结构的选型原则作了详细介绍，结合台州发电厂干煤棚实际情况，提出了纵向逞折的折线形网状筒壳结构形式。通过计算分析表明，这种结构形式比一般光面网状筒亮具有更大的刚度，杆件内力显著降低，能取得较好的经济效益。与此同时，文中对台州电厂干煤棚网壳的杆件布置、网壳两则开洞方法、网格的划分以及节点形式作了全面的介绍。本文还采用空间网格结构自动分析CAD系统对台州电厂干煤棚进行了结构分析和设计，得到了有价值的结论。