索支承实腹式钢拱承载性能影响因素分析

运用由梁单元、杆单元及索单元组成的混合非线性有限元法对索支承实腹式钢拱结构进行参数分析,从而明确了撑杆数目、撑杆长度、钢索预应力、跨高比等因素对这种结构力学性能的影响,得出了一些有用的结论。     

屋盖预应力索节点深化设计

大跨度张弦拱壳结构是一种新型的大跨度自平衡空间结构体系,其结构由钢拱壳和钢索组成,钢拱壳结构与钢索通过索夹节点由受拉的撑杆连接,索节点的结构设计是张弦拱壳结构设计的重要组成部分,其设计的合理性是发挥整个张弦拱壳功能的关键.索节点主要包括锚固和索夹节点,深化设计过程中索节点需传力路线明确、结构安全、便于制作和安装,设计过程须与施工方式结合,其结构形式直接关系到施工的可行性和难易程度.     

海峡体育中心体育馆大跨度预应力钢索张拉施工工艺

泉州市海峡体育中心体育馆预应力钢索跨度大,质量要求高,工期紧。钢索最大直径规格为Ф7×163,最大长度83m,重约5t。钢索的运输、保护和穿索、挂索是施工难点。施工中对操作平台搭设、拉索放索、拉索两端与耳板安装、索体就位及撑杆下节点安装、预应力钢索张拉施工工艺进行了有效的工艺控制,保证了工程质量及工期。     

基于ANSYS的索穹顶施工过程逆向模拟分析

以实际工程为背景,采用非线性有限元法对索穹顶施工过程进行了逆向模拟分析,通过改变索长实现结构的整体提升,索长改变通过施加温度荷载实现。在ANSYS中建立了索穹顶的索杆梁有限元模型,主动索和辅助索为2节点索单元即link10单元,被动索采用多段的link10单元来模拟,撑杆为link8单元,内环梁为beam4单元。利用ANSYS中强大的APDL编程功能开发了索穹顶结构施工过程逆向模拟分析程序,为整体提升技术在大跨度索穹顶结构中的应用提供了有益的参考。     

椭圆平面弦支穹顶静力性能研究

对上部单层网壳为联方型的椭圆平面弦支穹顶网壳的静力性能进行了计算分析。研究了径向索和环索截面、预应力、布索方式、撑杆长度、矢跨比和截面离心率对结构静力性能的影响,将部分计算结果与试验进行了分析。研究表明,在满足一定条件时,采用较长的撑杆、增大环索面积、提高预应力都能减小结构的竖向位移,改善结构的静力性能。     

张弦梁结构动力特性分析

采用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对简支和两端固定铰支张弦梁结构进行了动力特性分析,探讨了撑杆数目、预应力值和矢跨比等结构参数对两类张弦梁结构动力特性的影响,并就各种情况进行了比较,得出了一些有用的结论。     

索穹顶结构体系创新研究

我国自2009年开始建有跨度20 m左右的索穹顶,至2016年已建成跨度超百米的索穹顶结构。但回顾国内外所建成的该类空间结构,均属于传统Fuller构想张拉整体类索穹顶。其上、下弦节点只有1根垂直于水平面的撑杆,形式比较单一,如肋环型索穹顶,上弦节点的环向水平刚度较差。为此,提出了Fuller构想单撑杆（不垂直于水平面）类索穹顶,有利于增加结构跨度。并进一步提出了非Fuller构想多撑杆（下弦节点可设置2根、3根、4根撑杆）类索穹顶。这不仅可改善结构传力性能,而且又能减少斜杆（斜索）和环索数量,方便施工张拉成形。若采用多种撑杆（包括单撑杆）且多种方式设置,当上弦选用径向布置时可归纳称之为肋环系列索穹顶,当上弦选用葵花布置时可归纳称之为葵花系列索穹顶。由肋环系列索穹顶和葵花系列索穹顶可构成多种组合形式索穹顶。研究丰富了索穹顶结构形式、体系和类型,为索穹顶的设计和选型提供了新思路、新空间。     

蜂窝四撑杆型索穹顶的构形和预应力分析方法

提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长矩形条或联方形的网格布设,也改变了上、下节点处只有一根竖向撑杆的特点.完全抛弃了Fuller构想拉索海洋与撑杆(压杆)孤岛的构形.这种蜂窝四撑杆索穹顶具有环索、斜索数量少,撑杆和整体结构稳定性好,施工张拉方便,造型丰富优美等诸多优点.文中还根据节点平衡方程,推导了蜂窝四撑杆型索穹顶预应力态索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和对比分析,以了解索穹顶预应力态的分布规律和特性.本文研究为索穹顶的设计和选型提供了新形式、新思路.     

预应力索拱结构施工技术与试验研究

海关总署西配楼为5层混凝土框架结构,因建筑功能改变,需在原结构顶部新增一层。新增拱形屋顶结构形式为预应力索拱结构。首先简要介绍了预应力索拱结构,然后使用施工仿真计算方法对结构不同施工阶段进行模拟,对不同荷载工况下结构变形及应力进行了分析,校核了钢结构及预应力钢索选型,确定了施工时预应力钢索初始预拉应力。为对该结构形式进一步研究,选取了一榀预应力索拱结构进行了1∶1模型试验,模拟预应力钢索张拉过程。另外,介绍了预应力索拱结构的施工技术,包括钢索张拉技术、应力监控技术等,并提供了部分张拉转换件做法,可供类似工程参考。     

2008奥运会羽毛球馆预应力损失对结构体系影响分析

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式进行预应力施工。由于加工制作安装技术难度大,环索与撑杆相连的下节点之间的实际预应力损失比设计取值偏大,引起环索各段索力不均。本文通过在环索节点和撑杆下节点间耦合自由度并增加变刚度弹簧单元来模拟预应力张拉时环索带摩擦滑移,利用此方法可以在有限元模型中模拟施工监测得到的各段环索预应力损失;在此基础上进一步分析了预应力损失对弦支穹顶结构的内力、变形以及整体稳定的影响。研究表明:预应力损失造成径向拉杆内力发生大幅度变化;造成钢网壳内力分布不均匀;对结构的整体变形影响不大,只是使同圈的结构变形不均匀;使结构的整体稳定性能下降20%左右。     

索杆梁混合单元体系的初始预应力分布确定问题

本对平衡矩阵理论进行了系统研究，建立了两节点索、杆、梁单元的平衡矩阵的一般形式，并对各种加劲梁、张弦梁结构等索杆梁混合单元体系的初始预应力分布的确定和截面设计进行了分析．依据本理论采用VC 6．0编制了相应程序模块，算例分析验证了本方法的正确性．     

索杆张力结构的计算机分析程序CSTS

索杆张力结构的分析包括成形过程分析、自平衡预应力跟踪分析和荷载受力分析,涉及形态和非线性有限元分析理论,本在阐述索杆张力结构分析的主要内容和方法的基础上,详细介绍了索杆张力结构计算机分析程序ＣＳＴＳ的功能模块,界面和菜单布置。该程序适用于索穹顶,索网结构、索桁结构和张拉整体等结构体系的分析计算。     

大跨度索支承实腹式门式刚架钢结构及其应用

针对普通大跨度实腹式门式刚架随着跨度的增大经济性指标下降的问题 ,提出了索支承实腹式门式刚架结构体系。详细分析了这种结构的受力性能、施工工艺和主要节点构造 ,得出了一些有实用意义的结论和建议     

索支承门式刚架模型静力试验研究

本文设计并实施了一榀10m跨索支承实腹式门式刚架模型试验。通过对不加预应力的普通门式刚架以及两种不同预应力水平索支承刚架的静力试验,不仅验证了索支承门式刚架结构承载性能上的优越性,而且了解了在预应力施加过程中以及在荷载作用下索支承刚架结构内力和变形的变化规律。试验还就索支承刚架的节点构造形式及预应力施加工艺进行了探讨。为探索这种结构的理论分析方法,本文还采用混合有限元法分析了试验模型,并通过试验与理论结果的对比分析验证了该方法对这种结构的适用性。     

基于抗连续倒塌性能的张弦梁结构撑杆构型与数值验证

针对传统张弦梁结构冗余度低、易发生连续性倒塌的特点,引入变换荷载路径法改进撑杆构型,提出了一种交叉撑杆构型的张弦梁结构体系。以某体育馆张弦梁结构为原型,建立了新型撑杆构型的张弦梁结构基准模型。通过优化撑杆交叉角度、交叉节点位置等参数,得到了多个具有新型撑杆构型的张弦梁结构模型,并采用有限元方法对其承载力与抗连续倒塌性能进行了分析。结果表明：经合理设计,新型撑杆构型的张弦梁结构与传统张弦梁结构在刚度、承载力等方面较为接近,且新型撑杆构型的张弦梁结构承载力与撑杆交叉节点的位置有关;当中间索失效时,下撑杆能代替失效索为结构提供有效的传力路径,且交叉角度较大时新型撑杆构型的张弦梁结构抗连续倒塌性能更好;当边索失效时,交叉撑杆构型的张弦梁结构的竖向位移均较传统张弦梁结构的大幅减小,其抗连续倒塌性能更加优良。     

点支式玻璃幕墙索桁架支承体系的结构性能研究

通过有限元程序对点支式玻璃幕墙索桁架支承体系中索桁架结构高度、拉杆截面积、拉杆预拉力和玻璃面板厚度对其受力性能的影响进行了研究。     

用于点支承玻璃幕墙的单层平面索网结构设计

单层平面索网结构常用于点支承玻璃幕墙的支承结构。基于单索幕墙拉索的切线刚度的特点和有限元分析,对索的截面面积、预应力、温度变化及变形控制等因素对单层平面索网结构性能的影响进行探讨。