单层球面网壳结构的动力特性研究

考虑不同矢跨比、荷载、支座刚度和跨度等多种因素对网壳结构的动力特性的影响,本文采用子空间迭代法系统研究了Ｋ８ 型单层球面网壳结构的自振特性,得出了Ｋ８型单层球面网壳结构的自振规律;对网壳结构的动力特性研究以及实际网壳工程的抗震设计有参考价值     

单层球面网壳结构的动力特性研究

考虑不同矢跨比、荷载,支座刚度和跨度等多种因素对网壳结构的动力特性的影响,本文采用子空间迭代法系统研究了Ｋ８型单层球面网壳结构的自振特性,得出了Ｋ８型单层球面壳结构的自振规律;对网壳结构的动力特性研究以及实际网壳工程的抗震设计有参考价值。     

K8型单层球面网壳支座减震

为了对跨度为60 m的K8型单层球面网壳进行了减震分析,分别将结构的支座设置成弹性支座和弹性阻尼支座,对结构进行减震控制.结合对结构在有控和无控状态下自振特性的分析,阐述了单层球面网壳结构的减震控制原理.在常遇地震作用下,得到网壳结构的最大水平位移、减震支座的最大水平位移、最大支座反力和最大杆件内力.通过改变支座的刚度和阻尼系数,对两种减震方案的减震效果进行比较.研究结果表明:两种减震装置均有效地控制了K8型单层球面网壳结构的支座反力,弹性阻尼支座还可以明显地降低减震支座的水平位移.     

边界条件对单层球面网壳结构性能的影响

本文应用ALGORFEAS(Windows版 )计算程序 ,计算分析了不同边界条件下对单层球面网壳内力、位移和自振特性的影响 ,为网壳结构支座设计提供了理论依据。     

边界条件对单层球面网壳结构性能的影响

本文应用ALGOR FEAS(Windows版)计算程序，计算分析了不同边界条件下对单层球面网壳内力、位移和自振特性的影响，为网壳结构支座设计提供了理论依据。     

半刚性节点单层球面网壳抗震性能

为了研究由多根螺栓现场拼装而成的半刚性节点单层球面网壳的抗震性能及其抗震设计方法,利用节点的弯矩-转角曲线对凯威特型螺栓球节点单层球面网壳的抗震性能进行了较为系统的分析,包括其自振特性及杆件地震内力系数随矢跨比、跨度、屋面质量、杆件截面、地震波、节点弯曲刚度等参数的变化规律,通过大规模参数分析,给出半刚性节点单层球面网壳的地震内力系数取值,提出基于地震内力调整系数的半刚性节点单层球面网壳的实用抗震设计方法.     

单层球面网壳在强震作用下的损伤模型

为获得单层球面网壳强震损伤模型,采用ABAQUS软件并自主开发了考虑损伤累积影响的材料子程序,对跨度40m单层球面网壳在强震作用下的全过程动力响应进行了参数研究.统计结构的多项宏、微观响应,建立了理想单层球壳在强震作用下的损伤模型;同时,对考虑初始缺陷的单层球面网壳也进行了分析,比较了是否考虑初始缺陷对结构抗震性能及失效机理的影响,在此基础上建立了考虑初始缺陷单层球面网壳的损伤模型,提出了强震下结构的强度破坏判别准则.     

摩擦摆支座在K8型单层球面网壳结构中的隔震研究

为获得应用摩擦摆支座(FPB)单层球面网壳结构的抗震性能,将摩擦摆支座精细化有限元模型应用到跨度为80 m的K8型单层球面网壳结构中,对两种支承形式的网壳结构施加相同的地震波.依据结构杆件和节点动力响应对摩擦摆支座的隔震效果进行分析,讨论了在水平和竖向地震动时摩擦摆支座的摩擦系数和曲率半径对单层球面网壳地震响应的影响规律.结果表明:随着地震动强度的增强,摩擦摆支座的最优摩擦系数也随之增加;摩擦摆支座曲率半径越大网壳结构的地震响应越小.在上述研究基础上,对单层球面网壳结构如何选择摩擦摆支座进行了一些讨论.     

肋环斜杆型球面网壳弹塑性稳定特性

为掌握肋环斜杆型球面网壳的弹塑性稳定特性,利用ANSYS软件有计划地对430余例实际尺寸的肋环斜杆型单层球面网壳进行了双重非线性全过程分析,求得结构的极限承载力,系统地考察了初始缺陷、荷载不对称分布、支承条件以及材料非线性等因素对网壳稳定性能的影响,并与弹性分析结果进行了对比分析.通过大规模参数分析研究,较全面了解肋环斜杆型单层球面网壳弹塑性稳定的规律性,统计了肋环斜杆型单层球面网壳的材料非线性折减系数,为此类网壳结构的工程实践提供了理论依据和设计参考.     

单层球面网壳风振分析的多模态效应

为研究网壳结构风振响应的主要贡献模态分布规律及模态耦合效应,有利于提高结构风振响应的计算效率,利用Ritz-POD法,综合考虑各结构振型自身参振能力的强弱及其与脉动风压空间分布模式之间的关系来识别单层球面网壳风振的主要贡献模态;利用模态广义位移协方差矩阵的特性分析其模态耦合效应.结果表明,单层球面网壳存在高阶主要贡献模态,该高阶振型通常处于结构自振频率发生突变的位置;网壳结构的风振响应以模态自相关为主,模态耦合效应相对较弱,对结构动力响应的影响大致为10%.     

大间隔格栅墙加固地基的抗液化效果研究

2011年东日本大地震引起了大范围的砂土地基液化,液化严重损坏了大量的住宅、厂房及公共建筑。为提高既有建筑地基的抗液化能力,文章提出了一种大间隔格栅状水泥土搅拌墙与垂直塑料排水管联合加固地基的方法。通过动离心模型试验与动有效应力有限元分析研究其抗液化效果,发现格栅墙阻止了可液化层的侧向变形,排水管保证了格栅内可液化层在振动时不会产生过高的超静孔压,维持了可液化层的地基强度,也防止了格栅墙外侧向建筑物以下可液化层的渗透排水;探讨了格栅状水泥土搅拌墙间隔对抗液化效果的影响,发现格栅墙所围面积越大建筑物沉降量也越大,说明格栅间隔越大格栅墙的抗液化效果越小,但是即使格栅间隔扩大后,格栅墙仍可在一定程度上限制可液化层的侧向变形。以实际可液化场地上的低层办公楼为研究对象,通过数值计算验证了大间隔格栅状水泥土搅拌墙与垂直塑料排水管联合加固地基的抗液化效果。     

水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体尺寸效应数值模拟

为了研究水泥聚苯模壳混凝土墙体的抗震性能,采用ABAQUS有限元分析软件建立墙体的有限元分析模型.基于不同高宽比及格构柱布置方式,研究了低周往复荷载作用下墙体的荷载-位移关系曲线、破坏形态、刚度退化以及延性等力学性能指标.结果表明:该新型格构式墙体的极限荷载随着高宽比增大而减小;格构柱数量越多,该墙体的抗震能力越强;在往复荷载作用下,GW-1、GW-2墙体呈弯曲破坏形态,GW-3墙体呈弯剪破坏形态,GW-4墙体呈剪切破坏形态;该格构式墙体的刚度退化现象从开裂状态到极限状态变化较大;当该新型墙体的高宽比大于1时,墙体的格构柱数量越多,高宽比越小,该墙体抵抗外界变形能力就越强.     

轴心受压格构柱的计算剪力

本文分析了《钢结构设计规范》(GBJ17-88)在计算格构式轴心压杆整体稳定和剪力时的矛盾,以统一的荷载状态和柱子曲线,考虑剪切变形影响,导出了格构式轴心压杆的计算剪力,使得格构式轴心压杆的整体稳定与剪力计算取得了一致。     

具有模糊可靠度约束的球面网壳的优化设计

在单层网壳的优化设计中,传统的设计对许多因素的不确定性没有予以考虑,有一定的局限性.本文在充分考虑了单层网壳优化设计参数的模糊性的基础上,建立了模糊优化设计的数学模型.模型解决了多目标函数及应力控制标准的模糊性.单层网壳的模糊优化设计结果表明了模型的合理性和可行性.     

基于QR法的单层柱面网壳结构分析

为解决传统有限元方法计算网壳结构时的缺点与不足,采用结构分析QR法对单层柱面网壳结构进行研究.根据QR法基本原理,导出了单层柱面网壳结构新的刚度方程及其计算格式,利用样条节点位移参数可求出结构节点位移和杆端力.依据QR法的计算要点和有限元法流程编制了相应的计算程序,计算了某单层柱面网壳结构的节点位移和内力,并将计算结果与有限元结果作对比.结果表明:该方法是一种经济可靠的结构分析计算方法,可用于单层柱面网壳结构及其他网壳结构的计算.     

单层球面网壳结构稳定性监测方法研究

随着外荷载的增加,结构刚度逐渐退化,结构的固有频率会越来越小,当外荷载达到临界荷载失去稳定时,结构固有频率等于零。利用结构稳定性与固有频率之间的这种相关性,对单层球面网壳结构稳定性监测方法进行了研究。利用ANSYS对结构进行分析,得到不同外荷载作用下结构的固有频率;然后采用人工神经网络的方法,对已知数据进行学习,获得结构稳定性状态与固有频率间的非线性映射关系,经过学习后的神经网络可用来对结构的稳定性进行监测,并指出该监测方法需进一步研究的方向。     

单层球面网壳结构动力强度破坏的双控准则

针对在地震等强动力荷载作用下单层球面网壳结构的动力强度破坏问题，通过探讨结构的耗能机理，将结构塑性累积耗能与最大变形进行线性组合建立了动力强度破坏的双控准则，并应用动力破坏指数判定结构的动力破坏程度.以一个跨度为40 m的K8,6型单层球面网壳结构为例，应用动力破坏指数进行了强震下的结构动力强度破坏分析，并同结构最大变形和塑性杆件比例等指标进行了对比.结果表明，应用双控准则和动力破坏指数可以有效地进行单层球面网壳结构动力强度破坏的量化分析，并且对于存在局部刚度薄弱的网壳结构结果更加合理.     

斜向肋格水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗震性能试验

水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种保温结构一体化复合墙体,设置斜向肋格水泥聚苯免拆模壳格构式混凝土墙是一种新模式.为研究该斜向肋格格构式混凝土墙体的抗震性能,进行3个格构式墙体原型试件的水平低周反复荷载试验,包括2个设置斜向肋格的新型和1个传统型格构式墙体,得到各试件承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性和刚度退化等力学性...     

考虑地震损伤的单层球面网壳结构静力稳定性

为了研究地震损伤对单层网壳结构静力稳定性能的影响,基于考虑材料损伤累积效应的本构模型,对一K8型单层球面网壳结构,首先利用动态增量(incremental dynamic analysis,IDA)方法对单层网壳结构进行动力稳定分析,提出将B-R准则与塑性应变能曲线相结合作为结构动力失稳破坏的判断准则,得到结构动力失稳临界值;然后采用弧长法和Newton-Raphson法相结合的增量迭代法对损伤后的结构进行非线性屈曲分析,得到震后结构的静力稳定临界荷载.结果表明:考虑地震损伤累积效应的结构静力稳定性能显著降低,为该类结构抗震设计、性能评估和震后修复、加固提供参考.     

短程线型单层网壳结构隔震机理研究

将短程线型网壳结构的支座设置成隔震支座,对结构进行了隔震控制,分别采用弹簧支座和弹簧阻尼支座对结构进行了控制.分析了结构振型和频率在有控和无控状态下的区别,研究短程线型网壳结构的隔震控制机理.在常遇和罕遇地震作用下,计算网壳结构的最大水平位移、隔震支座的最大水平位移和最大支座反力.研究结果表明:两种隔震装置均有效地控制了短程线型网壳结构的支座反力,弹簧阻尼支座还明显地减少了隔震支座的水平位移.