有无顶部网壳协同作用的超大直径贮煤筒仓有限元分析

以直径为120 m的巨型封闭式圆形混凝土储煤浅筒仓为研究对象,穹顶为网壳,其顶部网壳支座形式采用悬臂短柱铰接(支座Ⅰ)、橡胶支座支承(支座Ⅱ)、径向释放橡胶支承(支座Ⅲ),分别对整体筒仓在不均匀堆载与环境温度作用下的协同作用进行了有限元分析,主要对筒仓的位移变形、环向应力、环向轴力分布进行了系统的对比分析;对采用3种支座形式的筒仓整体模型进行了地震反应谱分析;最后对顶部网壳采用支座Ⅲ的整体筒仓模型与对应的无顶部网壳筒仓模型在不均匀堆载与环境温度条件下的位移变形与环向应力进行了对比分析。通过分析,对以往把顶部网壳的作用简单等效为节点荷载作用于筒仓顶部的研究结果进行了探讨。     

大直径圆形储煤场球面网壳设计

结合工程实例，从壳体自身力学特性、合理边界条件的选择和支座构造措施等几方面，探讨了大直径圆形储煤场球面网壳的设计思路和方接，供电力设计院和网壳设计单位参考。     

山东莱州电厂圆形储煤场屋面网壳设计与施工

讨论了山东莱州电厂圆形储煤场屋面网壳的结构计算分析、风荷载取值、支座形式等问题。根据该工程的特点对支座边界条件进行分析,采用包络法组合计算分析以确保网壳结构安全。同时对网壳施工安装采用小拼单元悬挑法施工进行了详细论述。     

设置三维摩擦摆支座的北京工人体育场单层网壳罩棚竖向隔震性能研究

北京工人体育场为设置三维摩擦摆隔震支座(3D-FPB)的大跨网壳高位隔震结构。由于三维摩擦摆隔震支座的竖向刚度远小于传统摩擦摆隔震支座,可减小竖向地震作用,并调节不同支座之间的不均匀抬升。在有限元软件ABAQUS中建立了包含3D-FPB的大跨网壳模型,可准确考虑滑块在滑动面上抬升。进行罕遇地震弹塑性时程分析,并与采用普通FPB的模型对比,结果表明：3D-FPB可以降低网壳的竖向地震作用及悬挑端竖向加速度,减小对竖向荷载敏感的网壳构件的应力水平,并使相邻支座之间的竖向作用力分布更加均匀;当考虑支座不均匀抬升效应后,上部网壳的竖向地震作用及悬挑端竖向加速度增大;网壳构件在加载过程中始终保持弹性,在承载能力方面有充足安全储备。     

大型储煤筒仓的结构分析

大型预应力钢筋混凝土储煤筒仓结构新颖 ,受力复杂 ,其直径超出了筒仓规范规定 ,无法按常规设计方法对其进行结构计算。为此 ,按筒仓规范GBJ77— 85中提供的荷载 ,用有限元法对一个 3万t混凝土的储煤筒仓进行了受力分析 ,为其设计和施工提供了依据 ,同时 ,为同类筒仓的结构分析提供了方法。     

带初始角度的摩擦摆支座单层球面网壳结构受力性能研究

将带初始角度的摩擦摆支座应用到单层球面网壳结构中,通过有限元分析,研究了单层球面网壳结构的受力性能。选取El Centro波、Taft波,在水平、竖向和三维地震作用下分析带初始角度的摩擦摆支座对单层球面网壳结构抗震性能的影响。结果表明:静力荷载作用下,随着摩擦摆支座初始角度的增大,支座提供的水平支承力增加,单层球面网壳结构的内力和变形减小;当摩擦摆支座的初始角度小于15°时,在水平和三维地震作用下,网壳结构的减震效果相近,而在竖向地震作用下,随着摩擦摆支座初始角度的增大,网壳结构的减震效果增加;建议摩擦摆支座的初始角度小于15°。     

某粮库筒仓穹顶非线性分析与施工方法

结合某粮库筒仓老化改造工程,本文提出了一种新型筒仓,该体系由支撑柱、筒仓体和网壳屋盖构成.鉴于筒仓网壳屋盖与常规屋盖受力不同,易发生失稳破坏,本文对直径20m的网壳开展了线性与非线性分析,结果表明线性屈曲分析得到的屈曲荷载大于非线性屈曲分析的屈曲荷载,对于结构来说,进行非线性分析更偏于安全.通过对比验证了网壳设计的合理性和稳定性,最后给出该体系具体的施工措施,可为同类工程设计和施工提供参考和借鉴.     

大跨度三心圆柱面网壳结构设计与研究

基于几何关系对三心圆柱面网壳结构进行了找形分析,得出了可用于工程设计的公式以及选型比较方法.有限元软件3D3S及Midas Gen静力计算结果基本接近,计算数据显示主控荷载为风荷载.将三心圆柱面网壳简化为一榀钢拱架后进行基本工况下的受力分析,证明三心圆柱面网壳受力机理与门式刚架相似.研究了支座变形对杆件受力的影响,发现支座不均匀沉降、非整体水平位移对杆件内力存在不利影响.整体稳定分析表明该类结构在考虑几何非线性条件下的临界荷载系数较线性条件下的值小.研究发现,采用反应谱法计算该类结构的竖向地震力偏小,在校核杆件应力时建议根据时程结果对竖向地震力进行适当放大.     

温度和支座沉降对将台花园拱壳杂交钢结构承载性能的影响分析

对于大跨度空间结构而言,温度荷载和支座沉降在结构中引起的变形和内力不可忽略。北京将台冬季花园主要包括屋面钢网壳和立面玻璃幕墙。其中网壳部分由九榀空间钢拱和普通壳体杆件组成,可以看作拱壳杂交结构。钢拱两端分别支撑于钢柱和混凝土墙体顶端,玻璃幕墙固定于竖向拉索。本文选取了包含温度荷载和支座沉降的部分工况,运用ANSYS有限元软件对结构进行了静力分析。对比分析结果表明,与支座沉降相比,温度荷载对结构的承载性能有更大影响。同时本文的分析结果也充分体现了杂交结构性能的优越性。     

复合隔震支座在单层球面网壳中的参数分析(英文)

为解决目前大跨空间结构隔震中存在的问题,本文介绍了一种新型的三维复合隔震支座,并将它应用于某一单层球面网壳结构中.根据支座的隔震目标设计了40种不同类型的支座进行参数分析.结构分析采用时程分析法,通过改变地震动的强度,全面研究了该三维复合隔震支座水平刚度及竖向刚度变化对网壳结构周期、杆件轴力及节点加速度的影响,并总结了不同工况下的变化规律.结果可为该支座在网壳中的参数选择提供参考,对推动该支座在实际工程中的应用具有积极意义.     

砂土地基中V-H-M组合荷载下单桩分析方法研究

海上风力发电机的大直径桩通常会受到多向荷载共同作用。在实践设计中,基础的竖向和水平承载性能是独立分开设计的,但大量研究证明竖向荷载对桩基水平承载性能具有重要的影响。将竖向荷载对大直径单桩水平承载性能的影响划分为3部分:(1)竖向荷载对桩周p–y曲线影响;(2)P–(35)效应;(3)桩侧摩阻力引起的反向弯矩。然后,以楔形体模型为基础考虑竖向荷载对桩侧土抗力极限值pu的影响推导了修正p–y曲线计算公式,在传统水平受荷桩的弹性地基梁方程中引入P–(35)效应和桩侧摩阻力引起反向弯矩,建立了均质砂土中承受水平力、竖向力及弯矩三向组合荷载下的单桩的分析方法。并将该方法应用于既有案例,验证了该理论方法的可行性。     

边界条件对大跨复杂网壳的静力性能分析

文章应用MIDAS/Gen结构设计有限元分析软件,计算分析了不同边界条件对大跨复杂网壳结构内力、位移的影响。网壳结构的支座型式应符合边界计算假定,边界支承刚度应根据下部结构的刚度和支座本身的刚度定量计算,为大跨复杂网壳结构支座设计提供了理论依据。     

北京体育学院体育馆双曲抛物面网壳屋盖结构

北京体育学院体育馆屋盖结构采用四块组合型双曲抛物面双层网壳,其平面尺寸为59.2×59.2m。结构方案的特点是网壳在周边支承并在四角设立落地斜撑。竖向荷载由周边柱与斜撑共同承受,水平力则主要由斜撑承受。本文介绍了结构方案的确定、网壳的结构分析与设计、支座的构造以及制作与安装等。工程实践表明:本工程所采用的网壳方案具有传力明确、受力合理、施工简便、造型新颖等优点,其耗钢量与工程造价与新近建造的类似工程相比都是比较经济的。从设计与使用上均获得满意的效果。     

隔震结构高宽比及支座竖向力分析

采用基于一阶振型的简化设计方法,推导出竖向地震、水平地震、重力荷载下支座竖向力计算公式,得出边支座拉应力和压应力的控制荷载组合,并讨论了支座竖向力、结构周期、场地类别、设防烈度、支座布置对隔震结构高宽比限值的影响。结果表明：(1)减少宽度方向的支座排数,可以降低罕遇地震下隔震结构支座拉应力;(2)重力荷载下支座压应力小于某界限点压应力时,高宽比限值由罕遇地震下拉应力控制;大于界限点压应力时,高宽比限值由罕遇地震下压应力控制,该界限点与特征周期以及上部结构特性相关;(3)隔震结构周期变长,高宽比限值会相应提高,合理选择隔震层刚度,可以将隔震技术用于高宽比较大的建筑。     

双层曲面球形网壳结构支座刚度研究

根据实际工况建立双层曲面球形网壳的有限元分析模型,研究网壳架体与混凝土柱之间连接支座分别采用固定铰支座、滑动铰支座和弹性铰支座3种情况对网壳结构的影响,以及采用不同水平支承刚度的弹性铰支座时网壳结构杆件受力性能的变化情况。研究结果表明,采用弹性铰支座时网壳结构杆件轴力比采用固定铰支座和滑动铰支座小;从支座选型对网壳结构杆件受力的影响来看,采用有一定支承刚度的弹性铰支座对结构更有利;弹性支座的刚度建议取为2 000 k N/m。     

桥梁基础减隔震支座减震性能试验研究

在桥梁地基与基础之间设计"一种用于桥梁基础的减隔震支座",配合传统的桥墩顶部减震结构,减小地震水平作用力和竖向荷载对桥墩的影响。通过对桥梁基础减隔震支座进行竖向加载和水平拟静力加载试验,得出支座的竖向刚度及支座的荷载—位移滞回曲线,并进行分析。桥梁基础减隔震支座在承受竖向单向轴力的作用下,能够保持稳定,在水平地震作用下,具有良好的耗能能力,能够发挥消能减震作用。     

大跨度铝合金网壳结构风振系数研究

空间网壳结构自重轻、跨度大,因而风荷载对结构常起到主要甚至控制作用.铝合金作为新兴的金属材料,其弹性模量和密度均大约为钢材的1/3,与钢网壳结构相比,铝合金网壳结构对于风荷载更为敏感.本文通过谐波叠加法分别得到网壳结构各个节点的具有Davenport谱和Panofsky谱功率特征的水平和竖向风速时程,并将风速时程转化为风压时程,按照荷载规范计算得到的风压系数,对铝合金网壳结构进行时程响应分析,得到结构各处的风振响应,并采用节点位移风振系数、支座反力风振系数及杆件内力风振系数来衡量结构的风振特性.此外,与相同跨度的钢网壳结构进行了风振系数的对比.     

某国际机场大直径桩基竖向抗压静载试验研究

大直径桩基的抗压效果直接影响建筑物的使用安全，因此本文对某国际机场大直径桩基进行竖向抗压静载试验。调查某国际机场的工程地质概况，依据试验标准文件设计大直径桩基竖向抗压静载试验方案。试验测试9组不同的试验桩，编号为D-1、F-1、F-2和F-3的试验桩竖向抗压极限均大于10800kN；编号为C-1、C-2、D-2、E-1以及E-2的试验桩竖向抗压极限均大于12960kN。在试验设定的荷载作用下，所有试验桩均未遭到破坏，说明某国际机场大直径桩基具有较好的竖向抗压性能。     

板锥柱面网壳结构的试验研究与有限元分析

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程,了解结构的受力性能和整体刚度,对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计,确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型在正常荷载工况和破坏荷载工况下进行加载试验,并采用ANSYS软件对试验模型进行非线性有限元分析。结果表明：板锥柱面网壳的整体刚度大,在正常荷载模式下,结构的变形很小,最大竖向位移与跨度的比值为1/3787,弦杆的受力主要是沿拱轴方向传递;在破坏荷载模式下,锥体的节点板连接处率先发生局部屈曲,之后焊点破坏,结构丧失承载能力。有限元与试验所得承载力最大误差为11%,破坏模式基本一致,所用有限元分析方法可靠。     

后张拉预应力成形鞍形网壳竖向极限承载力试验研究

通过对一个静置于地面的单弦杆网架进行预应力后张拉,得到马鞍形网壳.对鞍形网壳模型进行了竖向加载试验,静载施加于上弦节点,分级加载.测试了各级荷载作用下的杆件应变和上弦节点挠度,得到荷载-挠度曲线,从而得出该结构模型的竖向极限承载力.试验结果表明,轴力是杆件主要内力形式;杆件破坏现象较少,仅支座附近腹杆发生了轻微屈曲;在成形阶段部分上弦节点即进入塑性,节点承载力降低,在加载过程中易发生断裂破坏,进而引起结构刚度下降,削弱了结构竖向承载能力;由荷载-位移曲线看出该结构的主要破坏形式不是整体失稳.最后给出改进结构的指导思想是在不降低节点铰接特点的同时,设法提高其承载能力.