索穹顶结构非线性风振响应分析

本文针对索穹顶结构的特点,建立了索穹顶结构动力有限元模型,并对其在脉动风荷载作用下的动力特性进行了时程响应分析.算例分析表明,索穹顶结构在风荷载作用下的动力特性分析是十分必要的,它将为索穹顶结构的设计和施工提供可靠的理论依据.     

劲性支撑穹顶结构敏感性分析

劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,施工张拉过程中结构外形很难与设计图纸一致。采用正交设计方法对结构进行敏感性分析。对跨度为76m的肋环型劲性支撑穹顶结构进行敏感性分析,分析表明支座定位的竖向偏差影响大且高度显著,环向偏差影响小且不显著;对外圈脊索内力,除外圈撑杆杆长偏差影响不显著、内圈斜杆杆长偏差影响显著外,其它影响因素均高度显著。对内测撑杆上节点竖向位移,内圈斜杆和外圈撑杆偏差影响不显著,外圈脊索偏差影响显著,其它影响因素均高度显著。研究成果可为工程实践中的索力调节提供一定的理论参考。     

肋环型劲性支撑穹顶结构静力性能研究

给出劲性支撑穹顶结构静力分析时的基本假设和非线性有限元方程。探讨劲性支撑穹顶结构索垂度的影响,对比分析该结构与索穹顶结构的静力性能,最后讨论初始预应力、跨度、矢高和环向等分数等参数对结构静力性能的影响。算例分析表明,索垂度对劲性支撑穹顶结构静力性能的影响可忽略不计。劲性支撑穹顶结构的整体刚度比索穹顶结构大,脊索的受力性能更能得到充分的发挥。     

桅杆结构风振响应分析

本文根据一工程实例,建立了一个格构式桅杆的空间动力模型,利用Monte Carlo数值模拟对桅杆的非线性风振响应进行了计算。根据计算结果,对桅杆结构在风荷载作用下的响应特性进行了分析,并根据桅杆结构风振实测结果,对桅杆结构风振响应的非高斯性和宽带性进行了分析。     

劲性支撑穹顶结构静力参数分析北大核心CSCD

劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构.其上部为空间索网体系,下部为刚性杆支撑体系.本文分析了劲性支撑穹顶结构在满跨和半跨均布活荷载作用下结构的静力性能,探讨了初始预应力、矢高、跨度和环向等分数等参数对劲性支撑穹顶结构的结构杆件内力和节点位移的影响规律.通过算例分析,得出了劲性支撑穹顶结构具有良好的静力性能.参数分析中得出了许多有意义的结论,并给出了结构参数取值的建议,为劲性支撑穹顶结构的设计和工程应用提供有意义的参考.     

劲性支撑穹顶结构施工成形及力学性能试验研究

为研究劲性支撑穹顶结构的施工方法及力学性能,设计了直径为6 m环向8等分的肋环型劲性支撑穹顶结构模型。采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法,分别对有临时支撑和无临时支撑两种情况下结构的施工成形过程进行施工试验和监测,并对其进行施工成形分析;对8个方向、4个方向和2个方向的对称张拉方案进行研究;进行了满跨和半跨的静力加载试验,并与有限元分析结果进行对比。结果表明：提出的施工方法充分考虑了劲性支撑穹顶结构的特点,简单高效,可应用于实际工程;设临时支撑和不设临时支撑结构模型的杆件内力和节点坐标的有限元动力松弛（FEDR）法计算结果和试验值吻合较好;不同张拉方案试验值和FEDR法计算值相差均在7.8%以内,因此可依据实际工程的需要,选取适当的对称张拉方案;有限元分析结果与静力试验结果基本吻合。     

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。     

高耸钢塔结构风振响应分析

本文首先介绍了风荷载模拟基本理论,并按Davenport风速谱理论,借助数值分析软件MATLAB编制谐波叠加法程序,模拟了场地上不同高度处具有空间相关性的钢塔结构的脉动风荷载时程曲线。在模型降阶的基础上,将模拟得到的风荷载时程加到模型上,利用Newmark-β方法进行风振响应时域计算,通过SAP2000有限元软件模拟计算得到结构的风振响应。     

光伏组件及其支撑框架风振响应分析

建立了光伏一体化屋面的光伏组件及其支撑框架的有限元计算模型,并利用线性自回归过滤器的模拟技术编制程序,进行Davenport谱的风速时程模拟,求得脉动风引起各节点的等效惯性力。采用ANSYS软件结合时域法进行光伏组件在不同风速下的位移、应力随机振动计算,获得简化光伏玻璃板模型与整体支撑框架结构模型位移方差及位移风振系数分布。结果表明:位移风振系数沿结构分布比较均匀,计算值在2.3～2.6。计算结果可作为光伏屋面一体化工程抗风设计的参考依据。     

Levy型劲性支撑穹顶静力性能分析

Levy型劲性支撑穹顶结构是在佐治亚索穹顶基础上改进提出的新型预应力空间结构,其上部为空间索网体系,下部为刚性杆支撑体系,该结构可以改善索穹顶施工张拉成形存在的技术难题.本文基于ANSYS软件,采用非线性完全牛顿拉夫逊法,分析了Levy型劲性支撑穹顶结构在荷载分布、荷载大小、初始预应力、矢高、跨度和环向等分数等参数改变时,结构性能的变化规律.结果表明,Levy型劲性支撑穹顶结构具有整体刚度好,内力分布合理等优势,算例分析给出了结构参数取值的建议,可供工程设计参考.     

薄膜结构的非线性风振响应分析

根据薄膜结构的受力特点,发展建立了一种适合大型薄膜结构非线性风振响应计算分析的方法,并编制了相应的程序。该方法不仅考虑了结构本身的非线性特性,而且考虑了风与结构的耦合作用及风荷载竖向分量的影响,解决了薄膜结构计算中的一个关键问题、难点问题,为结构设计奠定了基础。     

Levy型劲性支撑穹顶静力性能试验研究

为研究Levy型劲性支撑穹顶结构的静力性能,以跨度6 m的Levy型劲性支撑穹顶结构实际模型为研究对象,通过试验研究了其在初始预应力、满跨荷载和半跨荷载作用下的静力性能,获得了Levy型劲性支撑穹顶结构模型中各杆件内力和节点位移随外荷载增加变化规律。研究结果表明:在满跨荷载作用下,随着荷载的增大,环杆、撑杆和斜杆轴力都逐渐增大,脊索索力逐渐减小;在半跨荷载作用下,随着荷载的增大,结构内部杆件内力变化平稳,结构受荷一侧各杆件内力变化规律与全跨荷载作用下变化规律基本相同,但各杆件内力的变化值较全跨荷载作用大,结构对非对称荷载比较敏感,结构非受荷一侧内力变化比较复杂,脊索索力减小,撑杆和环索内力减小,内、中斜杆内力减小,外斜杆内力基本不变,半跨荷载引起的节点竖向位移比满跨荷载引起的竖向位移大,但整体结构位移均较小,竖向刚度较大,表明用劲性钢拉杆代替索穹顶下层拉索构件是可行的。研究结果验证了劲性支撑穹顶结构合理性与可行性,可为工程应用提供参考。     

劲性支撑穹顶索膜结构模态特性试验研究

结构的模态特性是其本身固有的极其重要的力学性能,是结构动力分析的基础.准确把握结构的模态特性还能避免结构在动力荷载作用下发生共振的危险.对跨度为6m的劲性支撑穹顶索膜结构模型进行了模态特性的试验与理论对比分析,并分析了全跨荷载、半跨荷载及初始预应力等参数改变对结构振动频率的影响.研究表明:结构自振频率的理论值与试验值吻合较好,两者变化趋势基本一致;结构阻尼比在0.008~0.02范围内;荷载作用使结构低阶和高阶频率均减小,而高阶频率变化趋势更明显;预应力增加使结构自振频率增加,且高阶频率增加较快.     

Levy型劲性支撑穹顶静力性能试验研究

为研究Levy型劲性支撑穹顶结构的静力性能,以跨度6 m的Levy型劲性支撑穹顶结构实际模型为研究对象,通过试验研究了其在初始预应力、满跨荷载和半跨荷载作用下的静力性能,获得了Levy型劲性支撑穹顶结构模型中各杆件内力和节点位移随外荷载增加变化规律。研究结果表明:在满跨荷载作用下,随着荷载的增大,环杆、撑杆和斜杆轴力都逐渐增大,脊索索力逐渐减小;在半跨荷载作用下,随着荷载的增大,结构内部杆件内力变化平稳,结构受荷一侧各杆件内力变化规律与全跨荷载作用下变化规律基本相同,但各杆件内力的变化值较全跨荷载作用大,结构对非对称荷载比较敏感,结构非受荷一侧内力变化比较复杂,脊索索力减小,撑杆和环索内力减小,内、中斜杆内力减小,外斜杆内力基本不变,半跨荷载引起的节点竖向位移比满跨荷载引起的竖向位移大,但整体结构位移均较小,竖向刚度较大,表明用劲性钢拉杆代替索穹顶下层拉索构件是可行的。研究结果验证了劲性支撑穹顶结构合理性与可行性,可为工程应用提供参考。     

一种新型预应力空间结构——劲性支撑穹顶

基于索穹顶结构的技术难点以及高强钢拉杆性能特点,介绍了劲性支撑穹顶结构的构造.劲性支撑穹顶结构是由上部的预应力空间索网与下部的刚性支撑杆系组成的一种新型预应力空间结构.通过对不同跨度下索穹顶结构的拉索截面和劲性支撑穹顶结构刚性杆截面以及劲性支撑穹顶结构内部拉索与刚性杆截面对比分析,确定了劲性支撑穹顶结构的拓扑形式,验证了劲性支撑穹顶结构的合理性,并探讨了劲性支撑穹顶结构的发展前景与面临的主要技术问题.     

弦支穹顶结构风振响应参数分析

近年来,弦支穹顶结构作为一种新型杂交空间结构体系,日益受到关注和重视.由于其本身的结构特点,风荷载常常起主要甚至决定性作用.通过时程分析的方法,得到弦支穹顶结构的节点位移风振系数,并对不同工况下的弦支穹顶结构进行了风振响应参数分析,得出一些有意义的结论,为弦支穹顶结构实用抗风设计提供参考.     

某火车站预应力雨棚结构风振响应分析

以某火车站站台改造工程的预应力钢筋混凝土悬挑雨棚为例,采用AR法利用MATLAB软件编程模拟了迎风面各节点的脉动风载时程,通过有限元软件ANSYS对预应力雨棚结构进行了数值建模,用时程分析方法计算了脉动风作用下结构的风振响应,得到了雨棚结构特征点处的位移和加速度时程曲线,为预应力悬挑结构的抗风设计提供了参考与借鉴。     

高耸电视塔脉动风荷载仿真及结构风振响应分析

对合肥电视塔脉动风荷载的仿真及其结构风振响应进行了分析。首先建立了脉动风荷载的功率谱密度函数矩阵。采用频谱表示法 ,仿真得到了作用在合肥电视塔上的与塔高竖向相关的 19条脉动风荷载时程样本。在此基础上 ,采用时程分析方法计算了合肥电视塔的风振动力响应     

单层柱面网壳结构风振响应分析

风荷载在大跨度屋盖结构设计中常常起主要甚至决定性作用,这使得该类结构的风荷载及风致动力响应研究日益受到关注与重视。利用随机模拟时程分析方法对三向网格单层柱面网壳结构的风振性能进行了系统的参数分析,探讨了几何参数、气动参数、结构参数等因素对结构风振响应规律的影响,并在此基础上给出了可供单层柱面网壳结构抗风设计参考的风振系数。     

巨型框架多功能减振结构体系风振响应分析

巨型框架多功能减振结构体系具有调频质量减振、基础隔震和阻尼耗能减振等多种减振功能。通过频域分析 ,阐明了巨型框架多功能减振结构体系在风荷载作用下的减振原理 ,得到了主框架侧移减振系数随调谐比和次框架阻尼比的变化规律。采用简谐波合成法模拟了脉动风荷载 ,通过时域有限元分析 ,验证了频域分析的结论。研究结果表明 ,与普通的巨型框架结构体系相比 ,巨型框架多功能减振结构体系在风荷载作用下的响应显著降低 ,具有良好的减振效果。