Analytical solution for forced vibration of a simply-supported V-shaped folded plate roof

In this paper, the equation of the middle surface of a simply-supported V-shaped folded plate roof is established by means of step function. Then the forced vibration response of a simply-supported V-shaped folded plate roof is obtained by using the vibration theory of plates and shells and Navier's method. After that, the frequency equation of free vibration of a simply-supported V-shaped folded plate roof is given. Finally, a numerical illustrative example of this roof is presented. From the comparison of the results of this paper and the finite element results, the agreement is seen to be very good. This example also indicates that this analytical solution converges absolutely.     

简支平顶组合抛物面薄壳屋盖的自由振动和受迫振动的级数解

折板结构是由多块条形平板组合而成的空间结构,是一种既能承重,又可围护,用料较省,刚度较大的薄壁结构,可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖.目前折板结构建筑中绝大部分采用折叠式V形折板屋盖,比较单一,影响了推广应用范围.本文提出一种力学性能好,外观优美的平顶组合抛物面薄壳屋盖结构.借助斜坐标系和阶跃函数,建立了平顶组合抛物面薄壳屋盖的曲面方程,然后应用薄壳振动理论和变分法求得了简支平顶组合抛物面薄壳屋盖受迫振动响应的挠度和内力表达式.本文还可以解决组合抛物面薄壳屋盖的静力、自由振动和受迫振动等问题,故本文实际上包含了两种组合薄壳屋盖六个问题的解.     

复采采场再生顶板结构及支架载荷确定

为确定复采采场支架的合理承载,通过理论计算、现场观测和顶板结构探测得到了复采再生顶板的结构分带特征,建立了再生顶板结构模型;基于该结构模型,结合现场观测和相似材料模拟实验,构建了下分层回采"支架–再生顶板"结构力学模型,应用该力学模型推导了支架载荷表达式,并进行了实例计算和现场验证。结果表明,再生顶板结构可分为"四带",即胶结再生带、弱胶结压实带、裂隙带和弯曲下沉带;再生顶板下回采下分层时,支架承载岩体可分为"两区",即完全承载区(A区)和部分承载区(B区);应用所推导的支架载荷表达式进行了实例计算,计算结果得到了现场支架载荷监测数据的验证。     

求解弹性地基上带裂纹Reissner板的新方法

本文从考虑横向剪切效应的Reissner理论出发,导出了Winkler地基上两对边简支、另两对边自由的矩形板在自由边界上受单位集中弯矩作用时的Green函数,并以此作为基本解,应用边界积分方程的方法求得了Winkler地基上两对边简支、另两对边自由,在垂直于简支边的对称线上有穿透裂纹的Reissner板受均布载荷作用时的应力强度因子,同时对若干结构参数和材料参数对于应力强度因子的影响进行了分析。计算表明,本文的理论推导是正确的,数值结果是可靠的。     

钢筋混凝土简支梁挠度的函数解

本文指出了现行规范计算钢筋混凝土梁挠度的“最小刚度法”的不足之处,并利用泰勒公式推导出了在一集中荷载作用下的钢筋混凝间支梁的挠度的函数解。通过比较分析可知,该方法精确快捷,方便实用。     

均布荷载作用下简支箱梁的剪力滞效应分析

通过有限元法和能量变分法分别计算了均布荷载作用下的简支箱梁的剪力滞效应,通过对比两种计算结果分析了简支梁在均布荷载作用下的剪力滞效应的特点,进而为简支梁的剪力滞效应的精确计算和进一步研究提供参考依据。     

四边简支层合板在剪切作用下的稳定分析

采用伽辽金变分法分析了四边简支的FRP复合材料层合板在纯剪作用下的屈曲荷裁,得出了四边简支层合板的剪切屈曲解析解,并使用有限元软件ANSYS对解析解进行了数值验算与对比分析。所得公式适合长宽比≤4的正交异性层合板,与数值分析结果吻合良好,所得理论公式对实际工程有一定的参考价值,并在一定程度上丰富了复合材料层合板屈曲公式的理论研究。     

谈客运专线单箱双室简支箱梁静载试验

结合黄陂制梁场取证实例,对客运专线单箱双室简支箱梁静载试验进行了介绍,着重阐述了试验梁相关参数的计算方法和静载试验流程及操作要点,为今后同类试验项目提供了参考和借鉴。     

复杂荷载作用下单向受弯简支钢梁的弹性临界弯矩

为了研究单向受弯简支钢梁的弹性弯扭屈曲理论,尤其是复杂荷载作用下的临界弯矩计算,针对端弯矩和任意集中荷载共同作用下的简支梁,首先给出了能够模拟复杂变形并满足边界条件的侧向弯曲变形函数和扭转变形函数,以及任意荷载下的构件弯矩表达式,然后采用Rayleigh-Ritz法推导出了简支梁临界弯矩及其参数的通用计算公式,临界弯矩计算公式与传统公式在形式上完全相同,便于应用。算例分析表明：该通用公式不仅适用于端弯矩、任意集中荷载、满跨均布荷载单独作用下的简支梁,也适用于端弯矩和任意集中荷载共同作用下的简支梁,具有广泛的适用性,且精度较高。     

大坡度膜结构屋面风荷载特性

以杭州游泳馆膜结构屋顶为例，本文通过风洞模拟实验的方法研究了大坡工膜结构屋面的风荷载特性。研究结果表明，此类结构的风荷载特性具有一定的规律。并且对表面形状的变化十分敏感。为了保证结构的安全性和经济性，在进行结构设计前进行适当的风洞实验是非常必要的。     

铁路双线整孔简支箱梁剪力滞效应分析

以某大桥32 m预应力混凝土简支箱梁为例,利用ANSYS有限元分析软件建立三维实体模型,进行恒载、活载作用下剪力滞效应分析,得出剪力滞分布规律及变化特点,对类似箱梁设计具有一定的指导作用。     

地下室顶板结构设计多方案经济性简析

近年来地下室工程日益增多,地下室顶板楼盖结构设计对于地下室工程总造价控制意向重大。目前顶板楼盖结构设计方案多样,本文以项目工程为案例,通过对常用的几种地下室顶板结构形式在不同荷载条件作用下,进行经济性比较,得出结论,供地下室顶板结构设计选型参考。     

非线性对大跨度张弦空间管桁结构荷载效应的影响

以某展览馆屋盖工程为例建立有限元模型,利用ANSYS有限元软件及其APDL参数化语言建模计算分析,并在张弦管桁结构各个部位选择部分节点的位移和杆件的轴力,分析非线性对大跨度张弦管桁结构荷载效应的影响。研究表明:90m跨单榀张弦空间管桁结构在静态荷载(主要是指恒载、活载)的作用下,是否考虑非线性,对节点位移和轴力的影响总体较小,对轴力影响相对较大的是撑杆。就整体结构而言,材料非线性的影响较小。     

杭州江干区全民健身中心结构设计

杭州江干区全民健身中心属综合性体育建筑,功能较为复杂。结构设计为满足建筑的要求,重点解决了超长结构地下室基础的沉降控制及无缝设计,对上部结构进行了温度场作用下的非线性有限元分析,并采用沿纵向设置无粘结预应力筋等方法控制温度变形。还介绍了屋盖管桁架结构及其高低部位的连接处理。     

初次来压前受超前增压荷载作用的坚硬顶板弯矩、挠度和剪力的解析解

 坚硬顶板弯矩、挠度的理论解是矿山岩体力学中未曾获得较好解决的课题。初次来压坚硬顶板问题的超静定次数,比周期来压坚硬顶板问题的超静定次数要高1次。将煤层、直接顶按弹性地基处理,对初次来压前受均布荷载、荷载峰超前的增压荷载和支护阻力共同作用的,工作面中部煤壁前方和采空区单位宽坚硬顶板的挠度进行求解,采用潘 岳等求解周期来压前坚硬顶板弯矩、挠度解中的部分结果,求得满足全部连续条件和自然边界条件的坚硬顶板的4段式挠度表达式中的所有系数。据所得表达式,采用Matlab软件计算和绘图得到的初次来压前坚硬顶板挠度、弯矩曲线在考察区间光滑连接,剪力曲线连续。对曲线进行分析可知：(1) 荷载增减对顶板弯矩、挠度作用明显;(2) 支护阻力可有效减小煤壁前方顶板和悬空顶板的弯矩、挠度及采空区顶板的剪力值;(3) 单位宽顶板的特征长度由弹性地基系数、顶板抗弯刚度组成。在相同荷载下,只要特征长度相同,顶板弯矩分布完全相同,特征长度大者顶板弯矩大;(4) 弹性地基系数小者,煤壁前方顶板挠度(下沉量)大。抗弯刚度小者,采空区顶板挠度(下沉量)大;(5) 顶板弯矩峰位置在煤壁前方。顶板荷载大,支护阻力小,弹性地基系数大者,其弯矩峰与煤壁的距离近。在控顶区两端顶板剪力取最大值。所得硬顶板的关系式为理想坚硬顶板模型的解析解,其应用是从解析解算例中受到启发,获得参数变动时坚硬顶板弯矩、挠度和剪力变化的规律性认识,对采场顶板状况变化作出合理的定性判断,亦可为坚硬顶板断裂过程和断裂引发顶板应变能释放、冲击矿压能量来源及初次来压步距的量化分析提供基础。     

Lateral buckling of restrained roof purlins

A simple model is developed for the elastic lateral buckling of a continuous cold-formed roof purlin whose top flange is prevented from deflecting laterally, and which is braced against lateral deflection and twist at the supports and intermediate bridge points. The effects of cross-section distortion are neglected, but so are the torsional restraints provided by roof sheeting against twisting. Local buckling is ignored, and must be designed against separately.

The model is analysed by a finite element computer program, and predictions of the maximum moment in a segment at elastic buckling under either uplift or gravity loading are presented graphically.

A simple method of using this elastic buckling information to determine the design working load capacity of a roof purlin is then presented, and this is illustrated by a worked example. An improved method is also presented which allows the restraining effects which occur between adjacent segments during elastic buckling to be estimated. Strength predictions obtained from the improved method are compared with test results.     

2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶预应力大跨度钢结构设计研究

2008奥运会羽毛球馆屋盖钢结构采用弦支穹顶结构体系,由上弦单层网壳、下弦环索与径向拉杆、竖向撑杆组成。在设计中建立屋盖钢结构和下部看台结构整体有限元计算模型进行结构分析。在综合考虑工程的重要性、结构几何力学特点、预应力损失、施工缺陷等多种因素的基础上,对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况进行组合,分别进行结构施工阶段及结构使用阶段的内力、变形和体系稳定分析。在大量计算和分析基础上,对结构几何体系和构件进行了优化设计。在设计中运用单元逐次激活技术,模拟预应力张拉施工过程,并考虑施工临时脚手架刚度的影响进行施工模拟分析。对于索撑节点采用三维实体有限元分析方法,运用接触分析技术,计算索撑节点预应力摩擦损失,并结合施工监测,确定预应力损失值;采用非线性弹簧系统,模拟索撑节点预应力损失并研究了其对整体结构的影响。     

基于试验研究基础上的复杂钢结构节点设计

以某市火车站站房的大跨度钢结构屋盖工程为例,论述了节点试验研究的必要性及意义,分析了节点模型进行荷载试验的试验加载历程,运用非线性有限元数值仿真研究了节点受力特征,得出了该试验结果可指导节点设计的结论。     

双层马鞍型空间网壳屋盖风振系数非线性模态叠加法计算

非线性模态叠加法将非线性项作为外部荷载处理,结合与荷载相关的Ritz向量后可快速、准确求解简化的模态方程组.以一大跨度马鞍型屋盖刚性模型风洞试验为例,利用非线性模态叠加法计算风振响应时程,进而求得相应风振系数,并与直接时程积分计算结果比较,表明在选择一定数量参振振型后该方法准确、可靠.分析表明该屋盖风振系数受风向影响显著,在0°、180°风向角下由于大拱曲边涡脱效应出现风振系数极值.     

简支蜂窝梁整体稳定承载力有限元分析

应用通用有限元程序ANSYS得到了不同情况下简支蜂窝梁的临界荷载值,分析了各种不同参数对其整体稳定性的影响;将有限元计算结果与能量法结果进行了比较,验证了有限元结果的可行性,可为工程设计提供参考。