机构设计在大型柱面网壳结构施工中的应用

 将机械行业中的机构运动概念应用到大型柱面网壳结构的施工，提出一种“折叠展开式”整体提升施工技
术． 详细阐述了该项施工方法的基本思想，并推导机构运动过程的运动学和动力学公式． 通过一个工程算例的分
析，总结机构运动和动力特性．计算结果证明机构运动过程中产生的动力效应不明显，处于“折叠”状态的网壳能够
承受施工荷载．该项新技术在亚洲最大跨度的柱面网壳结构的施工中得到了成功应用，证明了它的实用性和优越性．     

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.     

控制索原长求解索张拉力的反分析法

为对预应力空间钢结构的施工成形进行系统的研究,提出了基于控制索原长求解索张拉力的反分析法.从预应力状态开始,通过控制每一级张拉索的原长,进行非线性有限元迭代计算,求出索在分级分批施工时的控制力.方法的优点在于计算简单,省去了通用有限元需要反复试算的缺点.应用编制的程序对一弦支穹顶模型进行了施工过程的模拟分析,结果表明:反分析法能精确模拟结构的施工成形过程,且在整个过程中,每根索只需张拉一次,简化了施工工艺.     

基于表面应变的国家速滑馆拉索索力实测方法研究

拉索作为大跨空间结构中的关键构件，其应用越来越广泛。拉索索力对结构形态、受力状态以及安全性能起着决定性作用。该文提出一种基于表面应变的索力实测方法，通过在索表面安装传感器测量表面应变，进而利用索轴向刚度换算得到索力。根据索内部的几何构造，建立了精细化有限元模型，确定了表面应变和拉索整体轴向应变的关系，提出用修正系数K考虑初始空隙的影响，并通过索力标定试验验证了本文中索力实测方法。最后，该方法应用于国家速滑馆施工阶段的索力实测，并将索力实测结果与频率法和千斤顶法的结果进行比对。结果表明：索内钢丝的螺旋角和初始空隙是影响修正系数K的关键因素；标定试验中的索表面应变与千斤顶拉力具有良好的线性关系，索力实测的平均相对误差不超过2%；现场实测索力结果与参考方法的平均相对偏差在5%以内；文章所提出的方法原理清晰、安装简便，是一种新型的大跨空间结构的索力实测方法，为施工阶段的结构分析提供可靠的索力实测数据。     

杭州奥体网球中心钢结构施工过程应力监测与分析

对大型可开合屋盖钢结构进行施工全过程应力监测,可以把握结构的应力情况、保证施工过程的顺利进行.采用无线振弦式传感器监测杭州奥体网球中心钢结构主要杆件应力应变情况,并利用有限元软件MIDAS对结构进行施工模拟分析.通过现场实测值和有限元理论计算值的比较,发现在卸载阶段、安装过程、屋盖开合等情况下,监测结果均很好地反映了结构受力情况.此监测系统具有较高的准确度、较强的时效性和较好的稳定性,可用于结构安全监测和预警研究.     

基于有限质点法的结构屈曲行为分析

有限质点法是一种新颖的结构分析方法,它以向量力学和数值计算为基础,将结构离散为质点群,采用牛顿第二定律描述这些质点的运动。该方法中引入移动基础架构求解结构单元内力。采用显示时间积分求解运动方程,避免了迭代求解非线性方程组。该文采用有限质点法分析结构的屈曲行为。以空间杆单元为例推导了有限质点法计算公式。利用自编程序,对空间杆系结构的屈曲行为进行了模拟。在不经过任何特殊处理的情况下,该方法不仅可以越过屈曲极值点,而且能够跟踪结构屈曲后的行为。此外,该方法无需分级加载即可模拟结构的屈曲行为,结构荷载可以在计算分析的初始步全部加在结构上,更符合实际情况。通过算例验证表明有限质点法在结构屈曲行为模拟中的适用性和真实性。     

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。     

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。     

空间网格结构微机设计软件MSTCAD的开发

MSTCAD是适用于空间网格结构的计算机辅助设计系统，具有前处理、图形处理、杆件优化设计、球节点设计、绘制施工图和机械加工图的大型模块化集成系统。MSTCAD有良好的用户界面，易学易用，是空间网格结构设计的有效工具。     

张弦桁架结构的索力张拉调整及试验

由于各种施工条件的限制,预应力空间钢结构的索力张拉和调整一般都是分批分阶段进行的,但后一批索的张拉会影响前一批已张拉索的内力值,故索力张拉和调整模拟的关键问题是求出每阶段每批次的控制索力.根据索力张拉和调整均为从一个初始状态转变到一个目标状态的原理,将索力的张拉和调整统一为一个问题,即从结构索力张拉调整的初始状态和目标状态的索应变值人手来求解各阶段各批次的控制索力.最后,通过一张弦桁架结构的索力张拉调整试验及模拟分析,表明该方法是可行有效的.