弦支穹顶结构滑移索预应力损失试验研究

为研究弦支穹顶结构滑移索预应力损失对结构受力性能的影响,以一实际工程为背景,制作了跨度为8m的弦支穹顶结构缩尺模型,并设计、制作了穿管式节点和滑轮式节点两种节点模型.对采用两种节点形式的结构模型进行了环索张拉成型、满跨加载、半跨加载及环索超张拉试验.试验表明,由于环索与节点间存在摩擦,使得各工况下结构各圈环索和斜杆张力...     

弦支穹顶结构预应力优化方法

初始预应力的分布方式是影响弦支穹顶结构整体性能的关键。以预应力平衡态下,弦支穹顶结构竖向撑杆的内力能最大程度地抵消其上节点的等效节点荷载为优化目标来确定结构的初始预应力。采用APDL语言在通用有限元软件ANSYS中实现该优化过程,通过改变环向拉索的初始预张力来调整预应力平衡态下撑杆的内力,经过反复迭代实现优化目标。优化算例的结果表明,该优化方法迭代计算效率高、优化效果好、概念清晰、易于实现,具有良好的应用前景。     

弦支穹顶结构预应力施工模拟方法研究

对于弦支穹顶结构预应力施工模拟分析,提出一种新的分析方法。基于结构施工态构形建立节点力非线性平衡方程,基于矩阵微分理论和牛顿切线法概念得到结构非线性平衡方程的线性逼近式,通过引入结构边界约束条件得到结构可动节点坐标迭代公式。给出的方法将施工张拉力或卸载压力视为外力直接施加于施工结构上,不需要将施工张力等效为初应变或初温差。使用该方法可有效考虑结构非线性特性、不同批次张拉施工的相互作用和临时支撑卸载施工。对一大型弦支穹顶结构算例进行了预应力施工模拟分析,验证了该方法的有效性。     

弦支穹顶预应力钢结构体系索与拉杆延性性能设计研究

预应力大跨度钢结构体系的大变形倒塌失稳极限状态是结构安全的控制因素,其基本构件索与拉杆的延性性能分析研究对结构体系的安全设计至关重要。索与拉杆分别经过冷作硬化处理和调质热处理后,构件强度大幅度提高,而延性性能大幅降低。本文以2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构工程为实例,在罕遇地震作用以及体系静力失稳极限状态下,对环索及径向拉杆的应力、变形性能进行分析研究。总结得出弦支穹顶结构"体系大变形,索杆小应变"的力学性能规律,证明了延性性能相对较差的索杆构件应用于弦支穹顶结构体系的安全性。     

某弦支穹顶结构预应力索施工模拟与分析

以济宁市综合体育馆弦支穹顶结构为实例,采用施工反分析方法对预应力张拉过程进行有限元模拟分析,对比分析了不同张拉位置、张拉顺序和张拉分级时结构控制节点的竖向位移和屋盖上部杆件最大应力比变化,得出了不同张拉方案对弦支穹顶结构的影响结果,提出了弦支穹顶预应力施加方法的建议。     

椭圆形弦支穹顶结构的预应力确定方法研究

评述弦支穹顶结构预应力确定方法的研究现状,分析弦支穹顶结构的预应力特点和预应力确定的两个层次。着重以椭圆形弦支穹顶为研究对象,对比椭圆形弦支穹顶和圆形弦支穹顶的结构特点。在此基础上,根据自平衡性和按序逐圈分析的基本思想,提出预应力确定的新方法——自平衡逐圈确定法,给出具体的计算控制参数和计算步骤,推导系统的求解策略,并提出预张力-水平径向位移迭代法。为进一步提高本方法应用的普适性和便利性,编制相应的交互式计算程序。最后,结合典型算例验证自平衡逐圈确定法的合理性。结果表明:该方法概念明确、应用方便,既适用于椭圆形弦支穹顶,也适用于圆形弦支穹顶;所确定的预应力数值合理可行,能显著改善整体结构的受力性能;选定的计算控制参数较为合适,所提出的预张力-水平径向位移迭代法亦行之有效。     

弦支穹顶结构的预应力优化设计

采用遗传算法对弦支穹顶结构进行了预应力优化设计。从随机产生的初始种群出发,通过选择、杂交及变异等遗传算子,使种群一代一代地进化到最优解。本文采用二级优化的步骤对水平径向约束反力和上部杆件轴力两个优化目标同时进行了预应力优化,并编制了相应的程序对联方型弦支穹顶结构进行了预应力优化设计。     

弦支穹顶结构的预应力优化设计

采用遗传算法对弦支穹顶结构进行了预应力优化设计.从随机产生的初始种群出发,通过选择、杂交及变异等遗传算子,使种群一代一代地进化到最优解.本文采用二级优化的步骤对水平径向约束反力和上部杆件轴力两个优化目标同时进行了预应力优化,并编制了相应的程序对联方型弦支穹顶结构进行了预应力优化设计.结果表明,采用遗传算法收敛速度快,而且所需迭代次数少;最外圈索杆的预应力对水平径向约束反力的影响最大,而内部几圈索杆的预应力对上部单层网壳杆件的轴力影响较大.     

分块布置环索的弦支穹顶结构性能分析

应用MIDAS/Gen软件以平面系数为变量进行计算分析,得出椭圆形弦支穹顶力学性能随平面系数变化的规律。针对常用布索方式的椭圆形弦支穹顶存在的内力分布及节点竖向位移等具体问题,提出一种结构环索布置上的改进形式,即分块布置环索的弦支穹顶结构,并初步研究了其力学性能及稳定性能。通过对两种弦支穹顶结构形式力学性能的对比,提出了新型布索方式的优点,并提出了今后的研究方向及需要解决的主要技术问题。     

索穹顶结构的预应力设计方法

作为一种预应力结构 ,索穹顶的刚度和承载能力都是通过施加预应力来获取的 ,因此 ,预应力设计是对索穹顶进行任何其它分析的基础。借鉴膜结构找形方法之一的力密度法的思路 ,可以得到索穹顶的预应力设计的方法 ,而且 ,还可以利用索穹顶本身的对称性条件和成形条件来进一步简化推导过程。通过分析发现 ,预应力设计的结果实际上就是一个齐次线性方程组的解空间。应用这一方法对一典型的辐射形索穹顶算例进行分析 ,得到了其初始预应力分布     

圆柱面弦支穹顶Levy型与无环索型索系性能对比研究

针对温州某体育馆圆柱面弦支穹顶屋盖结构的索系选型,建立了Levy型索系方案和无环索型索系方案.探讨了两种方案的建筑美感,比较了两种方案的经济指标.采用MIDAS Gen软件建立模型分析结构在静力荷载作用下的杆件内力、节点位移和上部网壳应力,探讨了两种方案的结构刚度和索力分布特点.采用弧长法进行荷载-位移全过程分析,探讨...     

预应力弦支穹顶结构的可靠性分析

弦支穹顶结构是一种刚柔并济的新型复合空间结构,工程应用逐渐增多。而有关弦支穹顶结构的可靠性研究,却由于大型结构体系的可靠性研究难度大、成果少,目前仍较缺乏。同时由于初始缺陷及预应力损失是预应力结构体系不可避免的,在充分考虑初始缺陷和预应力损失随机性的基础上,运用蒙特卡罗法,计算模型在稳定控制、挠度控制和杆件强度控制三种不同的失效模式下的失效概率,得出失稳破坏是结构的主要失效模式,从而确定弦支穹顶结构的失效概率。     

大跨度弦支穹顶结构预应力张拉技术研究

通过对弦支穹顶结构的介绍,结合工程概况,阐述了该工程的技术难点和重点,探讨了预应力张拉路线及网壳找形过程,对张拉方法及张拉监测内容进行了分析,指出弦支穹顶结构是体育场馆钢结构工程的最佳选择.     

弦支穹顶结构屋盖预应力施工技术

巨型网格弦支穹顶结构常作为大跨度公共建筑屋盖的结构形式.弦支穹顶结构一般由上部的刚性网壳与下部的索撑体系组成.对于下部的索撑体系结构而言,其施工常常采用整体张拉成型的方法,其张拉方案的制定以及张拉过程中力与形的控制是施工张拉过程中的核心内容.以大连市体育馆屋盖结构为例,分析了制定张拉方案及张拉次序所应考虑的影响因素,研究了多道环索预应力张拉全过程索撑体系内力值的变化规律,同时依据数值分析结果评估了该张拉方案的可行性.     

管桁架结构与弦支穹顶结构的对比研究

本文通过结合鄂尔多斯机场新航站楼A区穹顶的实际工程,对管桁架和弦支穹顶这两种结构进行了力学性能对比分析。分析结果表明,这两种结构均具有相对较大的刚度,在相同的情况下,采用弦支穹顶,结构的承载效率更高效,且更具有经济性。     

重庆市渝北体育馆弦支穹顶结构预应力施工技术研究

渝北体育馆屋盖的结构形式采用弦支穹顶结构,平面形状近似为倒圆角的三角形平面,结构形式新颖,预应力施工难度大.本文详细介绍了该工程的预应力施工技术方案,重点分析了五个方面的关键技术:钢索下料及撑杆偏移确定的方法、施工仿真计算分析、拉索布置及安装、拉索张拉以及施工监测.本工程采用张拉径向拉杆施加预应力,张拉过程中采取分级对称张拉的方法.对施工过程进行了详细的仿真计算分析,并根据实际得到的结构竖向位移、部分钢结构应力监测结果,进一步证明了张拉方案的合理性.本文所提出的预应力施工技术为类似的弦支穹顶结构预应力施工提供借鉴.     

预应力对弦支穹顶结构动力稳定性的影响

采用基于B-R运动准则的改进判别方法,结合结构时程响应曲线判定弦支穹顶结构的动力稳定性,研究拉索预应力、矢跨比对弦支穹顶动力稳定性能的影响。算例分析研究表明,在动力荷载作用下存在一组最优预应力,此时结构动力稳定临界荷载较大;在不同预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大;在同一预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大但幅度很小。     

弦支穹顶结构的施工工艺研究

研究分析了弦支穹顶结构的施工工艺,重点探讨预应力施工、结构施工仿真计算、预应力准备、施工监测等关键环节,通过对弦支穹顶结构的张拉工艺、施工过程中的力学分析、设备选用、张拉方法、全方位监测技术的详细阐述,结合工程案例分析了施工中的关键要点,验证了施工工艺的可行性和有效性,旨在提供一套科学、高效且安全的弦支穹顶结构施工工艺流程.     

弦支穹顶结构极限承载力研究

选用跨度为40m K6型弦支穹顶结构,利用大型有限元分析软件ANSYS和ABAQUS,对该新型结构进行了稳定性能分析,并采用了非线性有限元的方法对影响极限承载力的参数,如矢跨比、撑杆高度、拉索预应力、拉索布置方式等进行了分析,得出了一些对工程有意义的结论。     

弦支穹顶结构的研究发展

弦支穹顶作为一种新型复合结构,与单层网壳相比具有良好的受力体系和稳定性,一经提出就得以在工程上的广泛利用。对弦支穹顶体系的研究现状和工程应用进行了分析,并指出了弦支穹顶结构进一步的研究方向。