多面体形态空间结构的设计

工程中的多面体包括5种正多面体和13种半正则多面体，它们都能内接在一个球面内，形态各异且都具有棱长相等、多面角相等的特征。本在研究总结各种多面体几何性质的基础上，用CAD技术建构了几种多面体结构，提出了多面体结构用于空间结构的几种结构型式，并指出了各种型式的特点。     

新型多面体空间刚架的基本单元研究

基于气泡理论的多面体空间刚架是一种全新的空间结构,具有重复性高、汇交杆件少、节点种类少,结构承载、抗震、延性好等特点,在国家游泳中心“水立方”结构中得以应用。这种新型结构的基本单元是气泡理论中对三维空间进行有效填充的多面体。本文提出了新型多面体空间刚架结构中的基本单元———类Weaire-Phelan多面体单元,并通过图形解析和数学解析两种方法研究基本单元的几何构成,揭示了该类单元的重要特征———其基本形状仅由一个独立参数所控制,可定义其为形状控制参数c,并进一步揭示了多面体空间刚架中c的合理取值范围以及c和空间刚架总杆长及杆长种数的关系。这些研究成果为这一新型结构的几何构成奠定了理论基础。     

浅谈高中数学多面体和旋转体的教学方法

<正>在高中数学的知识体系中,立体几何部分占有着举足轻重的作用。立体几何主要包括平面几何和立体空间几何两大部分。平面几何部分主要是对平面中点、线、面知识的学习。只有熟练掌握这部分知识,才能为下一步立体空间知识体系的学习打下基础。在这样的基础之上,再认识和学习"多面体和旋转体",就变得相对容易起来,多面体和旋转体的教学目标包括对多面体和旋转体概念的理解,能够区分棱柱、棱台和圆台等几何体,通     

单层大跨度网壳结构空心六棱柱节点制作技术

在大跨度网壳钢结构中常出现空间多面体节点,其中空心六棱柱节点较一般多面体节点更为复杂,制作难度也偏大。提出在结构设计阶段和深化设计阶段即进行节点的全面优化,在工厂加工阶段对制作工艺进行优化,采用数控下料、坐标控制组拼的制作工艺,并创新辅助工装措施,制作全工序采用表格化程序监控,有助于实现复杂节点的批量化加工制作。在提高工作效率的同时,保证了项目制作质量达标。     

国家游泳中心结构设计与研究

正在兴建的国家游泳中心“水立方”为2008年奥林匹克运动会的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛场地,赛后将继续提供重大水上比赛场地,同时为市民提供综合水上娱乐中心以及会议展览场地等.国家游泳中心屋盖和墙体采用了基于气泡理论的多面体空间刚架结构,为国内外首创.其构成方式是将由多面体细胞填充的巨大空间进行旋转和切割,从而得到建筑的外轮廓和内部使用空间, 切割产生的内外表面杆件和内外表面之间保留的多面体棱线便形成了结构.这种新型空间结构的受力特性介于网架和空腹网架之间,结构设计面临着许多新课题.本文介绍了国家游泳中心结构设计中的关键技术问题,包括多面体空间刚架结构的几何构成与设计优化、荷载分析与取值、结构总装整体分析、静力弹塑性分析（pushover analysis）、动力弹塑性时程分析、节点设计与试验研究等.     

272面体球面网壳几何构型设计

提出了一种全部由五边形和六边形网格组成的球面网壳形式(以下简称组合多面体),此种球面网壳结构在国内还很少见,对它们的研究目前虽然还不太成熟,但已经取得了很大进展.这样的组合多面体有无穷多个,本文详细论述了其中的一种组合272面体的几何性质和分支展开特性,并根据节点突角和相等理论进行了节点突角计算、边长计算和球面半径计算,为 272 面体球面网壳的几何构型设计提供了理论依据,建立了 272 面体的实体模型.     

堆石混凝土三维力学模型建模方法

为建立堆石混凝土三维力学模型,首先采用三维随机多面体来模拟堆石颗粒,提出了堆石颗粒的空间随机分布算法和密实算法;其次提出了自密实混凝土填充算法,生成了堆石混凝土三维力学模型;最后利用建立的三维力学模型,分析了单轴受压条件下,堆石混凝土结构组成对其力学性能的影响,并将计算结果与试验结果进行了对比.结果表明:所建立的堆石混凝土三维力学模型不仅能够反映堆石颗粒大小、形状和空间分布的随机性,还能反映其密实过程和堆石体骨架对堆石混凝土力学性能的影响,具有一定的可靠性,可以弥补试验条件的限制,为进一步研究堆石混凝土力学性能提供参考.     

空间钢结构三维节点快速定位测量施工工法(YJGF162-2006)

随着建筑工程技术的进步,延性多面体空间钢框架结构等应用越来越多、造型越来越复杂.如何保证不规则钢结构三维空间精确测量定位是一个新的技术课题.在国外,一些发达国家利用测量机器人进行三维空间自动测量,但造价昂贵.在国内,解决这一问题的方法有2种:①GPS-RTK,其精度在2～3cm,与施工要求的5mm有很大差距;②2台经纬仪进行交会,这种方法在通视条件恶劣的施工现场难以达到.     

简易装配式屋面六棱柱混凝土排汽道护墩模具制作

正一、形成背景在屋面细部工程施工中,排汽道经常被破坏,迫切需要对排汽道根部进行保护,传统施工做法不能重复利用,亟须一种能重复利用的墩台模具。二、原理和特点装配式屋面六角棱柱混凝土排汽道护墩模具采用角钢(厚3 mm、宽50 mm)、模板及PVC管材简单组合拼装而成的定型化模具,可用于制作不同边长及直径预留孔的六棱柱柱墩,亦可施工三角形、四边形等多边形混凝土墩台。     

一种基于似三棱柱的三维地学空间建模及应用

三维现象随着研究领域的不同 ,其描述空间实体的方法存在较大差异 ,一种数据模型很难适合所有的应用领域 ,应根据研究领域空间实体分布特征 ,设计出专用的三维空间数据模型。本文对三维GIS及地学领域的空间构模进行了研究 ,提出了一种三维地学空间构模方法———似三棱柱(STP)法。为该构模方法设计了数据结构 ,分析了其空间拓扑关系的建立 ,并在地质三维可视化实例中 ,用似三棱柱法构建三维地质模型。     

浅谈二项式系数恒等式的几种证明方法

恒等式的组合证明赋予了恒等式一定的组合意义,组合证明最常用的方法是分别用两种不同的方法对恒等式的两端进行计算.本文主要讨论了利用分析学,子空间集合和格路模型方法来证明组合恒等式.     

基于Revit二次开发的多面体参数化建模

基于参数化设计的思想以及Revit提供的程序接口API(Application Programming Interface),结合类Weaire-Phelan多面体(简称类WP多面体)的数学理论,在Revit中进行二次开发,得到类WP多面体的参数化建模插件。插件通过窗体程序和控制参数实现了类WP多面体基本单元的建模、选型和基本组合的建模。通过实例验证了该插件在类WP多面体选型过程的正确性。本研究成果可直接用于BIM产生多面体空间结构。     

新型双层组合筒壳结构受力性能分析

基于防护工程需要,提出一种新型组合双层筒壳结构形式--在空间网格结构筒壳上覆盖钢板-混凝土组合板形成空间结构和组合结构的杂交结构.网壳结构整体稳定性好、空间刚度大,组合结构抗冲击、延性好,两者有机结合可使抗爆件能大大增强.为指导试验研究和设计计算,利用ANSYS对新型组合壳体结构进行了基于空间整体作用的全过程非线性分析.分析结果表明,新型组合壳结构受力性能优越,是一种优良的防护结构形式.     

部分填充混凝土矩形钢管组合桁架连续刚构桥静动力分析

为研究填充混凝土对组合桁架连续刚构桥力学性能的影响,以一座部分填充混凝土矩形钢管组合桁架连续刚构桥为工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS建立其空间三维有限元模型,计算了桥梁恒载作用下主桁挠度、弦杆轴力与应力等静力响应与自振频率、振型等动力特性,对比分析了填充混凝土对其静动力性能的影响。研究结果表明,部分填充混凝土能有效减小桥梁挠度、降低弦杆轴力和应力、增强连续刚构桥的竖向整体刚度、提高桥梁结构的竖向弯曲自振频率,但桥梁振型特征不变。     

新型多面体空间刚架的几何构成优化

基于气泡理论的新型多面体空间刚架系由类WP多面体单元经组合、阵列、旋转、切割而生成,它有别于传统空间结构由单元体简单组合而成。因此,基本单元的形状与尺寸、旋转轴、旋转角度、切割面位置等都是影响整体结构几何构成的重要参数,也是结构几何构成优化的主要内容。通过对这些参数的分析比较,本文提出新型多面体空间刚架几何构成的优化准则,提出最优切割面和可行切割面的重要概念,从而为建立各种高效合理、同时充分满足建筑效果的结构构成提供理论依据与可行方法。在此基础上,结合国家游泳中心“水立方”结构,具体说明了本文提出的优化原则与方法在实际工程中的应用与效果。本文研究揭示了多面体空间刚架结构区别于传统结构的一个重要特点———建筑尺寸由结构的几何构成所确定。     

组合多面体空间网壳结构拓扑分析

为构建节点及杆件类型少、可快速搭建的单层球面网壳结构,将正十二面体的12个面心与正二十面体的12个顶点同心贯穿得到三十二面体。以三十二面体构成方法为基础,分析其基元特征,根据拓扑学和空间几何理论,沿三十二面体基元五边形边和节点拓扑展开后,过平面基元向其外接球面进行拓扑映射变换,即可得到由12个正五边形和若干正六边形组成的三十二面体变体,以及从中引出的新型组合多面体网壳结构。对其进行了空间计算和节点、杆件类型分析,并采用Unigraphics NX软件进行节点座、杆件以及连接件设计和三维可视化装配。研究表明:与传统肋环型网壳结构相比,本文中提出的组合多面体网壳结构节点、杆件类型少,经工厂预制后可快速构建不同跨度的空间网壳结构。     

沥青搅拌设备多层直线振动筛筛分过程仿真及实验研究

通过使用离散单元法对筛分过程进行数值模拟,研究多层直线振动筛的筛分行为和筛分效率的影响因素。根据骨料颗粒实际的几何特征将骨料分为立方体型、棱柱型和针片状型,利用多球面技术对3种类型的颗粒模板分别进行精细化填充。并对多层直线振动筛进行场地筛分试验,根据筛分试验和仿真的各层筛网筛分效率值对比结果可知:采用基于DEM的多球面骨料颗粒模型对筛分过程进行仿真较为可行的。并研究了振动频率及振幅的变化对各层筛网筛分效率的影响。     

国家游泳中心工程新型多面体空间刚架钢结构安装方案设想

国家游泳中心上部屋面和墙体结构为基于Weaire-Phelan多面体理论生成的空间刚架钢结构,结构形式新颖独特,国内外尚属先例。简要介绍了这一新颖多面体空间刚架的结构特点和施工难点,比较国内空间大跨结构的安装方法,提出了适合于国家游泳中心钢结构的安装方案——高空单元散装法,对这种新型的空间钢结构的安装、测量、焊接和卸荷方案进行了有益的探索。     

仿纳米原子网架结构

纳米原子结构和网架结构结合可产生一种新型的仿纳米原子网架结构.论文首先简述了碳的同素异形体的发展过程和纳米技术的发展应用.接着介绍了由五边形和六边形组成的组合多面体结构的性质,为它的研究和应用提供了依据.最后总结了仿纳米网架的优点,并指出其研究意义.     

方钢管砂卵石组合圈梁构造柱约束墙体抗震性能试验研究

为保留砌体结构农房的传统特征和提高其抗震性能,提出一种镶嵌于砌块墙体内部的方钢管砂卵石组合圈梁构造柱(简称组合圈梁构造柱),并研究该组合圈梁构造柱约束砖墙体的抗震性能.给出了组合圈梁构造柱装配式连接方式,验证了砂卵石填充方钢管圈梁构造柱建造技术的可行性.对5片砖墙体试件进行了低周反复水平加载试验,研究了组合圈梁构造柱约...