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。     

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。     

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.     

套筒式节点受拉力学性能试验及有限元分析

套筒式节点是基于焊接球节点而提出的一种可装配式空间网格结构节点,通过外伸端螺纹可实现节点反复拆卸。为研究该新型节点的受拉力学性能,对节点外伸端进行拉伸力学性能试验,考察轴心受拉、偏心受拉作用下节点受力特征和破坏机理。利用ANSYS对试件进行有限元分析,得到数值分析结果。结果表明:套筒式节点受力合理,轴拉、偏拉时节点承载力相近,约为等直径、等壁厚圆管的71%;外露螺纹处为节点的薄弱部位,破坏前有明显颈缩,为延性破坏;数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性和可靠性。     

劲性支撑穹顶结构设计施工一体化分析

劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,上层为索网体系,下部为刚性杆支撑体系,除撑杆外均为高强钢拉杆。从工程应用的角度,提出劲性支撑穹顶结构的设计施工一体化分析方法和步骤,并指出其中的关键问题。指出几何形状确定的关键参数是跨度、矢高、环向等分数、径向分格数以及节点坐标,依据工程实际、相关规范以及高强度钢拉杆材料的具体要求,确定各参数。并给出一种新型的撑杆下节点及关键参数的确定方法、中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法和安装步骤。最后应用FEDR(finite element dynamic relaxation)法对施工过程进行成形分析。研究成果可为劲性支撑穹顶结构工程实际的设计与施工提供必要的理论参考。     

气密式充气帐篷结构受力性能研究

气密式充气帐篷结合气承式充气膜结构具有内部处于超压、气肋刚度和承载力较好的特点,建筑内部空间与外部空气环境相对独立.为考察该类结构的力学性能,应用通用有限元程序ANSYS分析了蒙皮膜面内压、气肋内压、长宽比、结构高度和跨度等主要参数对气密帐篷受力性能的影响.结果 表明:当帐篷面积一定时,结构高度增加导致其抵抗外荷载能力下降较明显;结构的极限承载力与雪荷载的作用面积之间呈非比例关系;蒙皮膜面内压与气肋内压的设计取值不应过高,增大内压对气密帐篷抗雪承载能力的提升程度有限;矢跨比的改变对气密帐篷受力性能的影响没有明显规律.