抗风索张弦梁的静力性能分析

针对普通张弦梁抗风性能的不足,提出一种新型张弦梁结构——抗风索张弦梁,并对抗风索撑杆高度对抗风索张弦梁静力性能的影响进行讨论。     

单边支承弧形悬挑结构竖向受力性能研究

主要研究了单边支承弧形悬挑结构在竖向荷载作用下的受力性能。通过对基本模型的研究发现,该结构在竖向荷载作用下成立的机理主要是通过环梁弯曲来抵抗整个结构的倾覆;影响其结构受力性能的因素主要有环梁的弯曲刚度和弧形支承数目及其对应圆心角的大小。     

幕墙钢索张力和位移有限分析计算及实验的研究

阐述幕墙钢索(单索)在多点荷载作用下的变形,建立钢索变形后的平衡方程、位移方程和弹性变形位能与外力作功方程,用有限分析法由n+5变元非线性方程组寻求数值解。研制单索结构有限分析计算软件,并进行实验验证其计算结果,最后给出算例。     

内气压对三种形式张弦气肋梁结构基本力学性能的影响

主要分析三种形式的张弦气肋梁结构在不同气压值作用下的基本力学性能和静力承载能力,利用ANSYS软件构建张弦气肋梁结构的有限元模型,对结构进行从充气构建预应力到承受荷载的全过程分析。首先分析结构在荷载态时不同气压值作用下的内力状态,再根据荷载-位移几何非线性分析讨论满跨均布荷载作用下不同气压值对结构静力极限承载力的影响,并根据结构的受力性能和极限承载力大小以及结构对气压值改变的敏感程度,比较了三种形式的张弦气肋梁结构的优劣,拟定合理的气压值。所得结论可为进一步研究和设计张弦气肋梁结构提供参考。     

模拟海洋环境下负载对锈蚀钢筋混凝土梁使用的影响

完成了对持续荷载作用下锈蚀梁、加载后卸载锈蚀梁、持续加载不锈蚀梁在使用阶段的对比试验。通过交替喷洒3.5%的盐水来模拟海洋潮汐环境,采用外加电流来加速钢筋锈蚀,整个试验过程中检测梁的锈蚀电流和跨中挠度。结果表明,荷载对钢筋锈蚀有明显影响,荷载作用使梁锈蚀加速,钢筋出现不均匀锈蚀。随着时间的增长,持续荷载作用下锈蚀梁的跨中挠度比没有锈蚀梁的挠度增长速度快。因此锈蚀钢筋混凝土结构在使用阶段的性能对耐久性能研究和使用寿命预测都非常重要。     

普通预应力梁与智能预应力梁约束承载性能对比研究

为充分研究多约束条件下智能预应力梁的承载性能,使结构保持最佳服役状态,本文运用能量法推导了任意荷载作用下预应力简支梁的静力平衡方程,进而对比研究了多约束条件下普通预应力梁和智能预应力梁在均布荷载作用下的约束承载性能。结果表明智能预应力梁能够承受更大的活荷载变化范围,尤其是梁的使用条件更为严苛时。普通预应力结构被动地对各种作用作出响应,即使结构已出现过大应力或变形;而智能预应力结构设置了一些主动索,可以对结构施加随荷载变化的预应力,从而实现控制结构受力状态、提升结构服役性能的目标。     

交变荷载作用下CFRP布加固RC梁耐久性能试验研究

为了探究CFRP布加固钢筋混凝土梁(RC梁)在交变荷载作用下的耐久性,对8根CFRP布加固RC梁进行了恒载和交变荷载作用下的15 d、30 d老化试验,并通过三点弯曲试验得到了试验梁在不同荷载作用下的破坏模式、极限荷载、极限应变、弯曲性能、裂缝数量以及裂缝宽度。结果表明:经交变荷载作用15 d、30 d后,CFRP布加固RC梁的力学性能下降显著,试验梁的极限荷载、剥离荷载与极限应变均呈下降趋势;与相同龄期下的恒载(24 kN)相比,交变荷载作用15 d、30 d后,试验梁的极限应变平均降低了11.44%、15.23%;交变载荷作用下CFRP布加固RC梁的抗裂性能与弯曲性能减弱程度比恒载作用更显著。     

张弦梁结构若干参数对承载性能的影响分析

张弦梁结构已在我国大型工程中有所应用,但对该种结构的理论研究并不完善。通过分析在全跨荷载或半跨荷载作用下,初始缺陷、矢跨比、垂跨比和预应力水平对结构承载性能的影响,得出拱矢跨比基于承载性能的最优值。对张弦梁结构的设计具有有益的参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的动力性能分析

为分析碳纤维布加固钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力性能,对碳纤维布加固钢筋梁的抗力特性进行了分析,建立了爆炸荷载下碳纤维布加同钢筋混凝土梁的应变硬化弹塑性抗力模型.依据所建模型,将结构简化为单自由度体系,采用突加平台荷载,对结构进行了弹塑性的动力响应研究,分析了影响结构动力性能的因素.研究结果表明:在爆炸荷载作用下,碳纤维布改变结构弹性阶段和塑性阶段的抗弯刚度,使结构的自振频率发生了变化,提高了结构的承载力.同时,由于碳纤维布能够改善混凝土梁结构的延性,也能对混凝土结构的承载力产生显著的影响.     

长期荷载后海砂混凝土梁疲劳性能试验研究

工程实例和已有研究表明,海砂对钢筋混凝土结构的安全性和耐久性产生极大影响,而目前对疲劳荷载作用下海砂混凝土结构的性能研究较少。通过普通混凝土梁和海砂混凝土梁的长期荷载试验和疲劳试验,对梁挠度发展、疲劳寿命等进行了研究。结果表明,长期荷载作用下海砂中氯盐对梁挠度发展影响不明显,但海砂混凝土梁相较于普通混凝土梁疲劳寿命却有极大的降低,说明海砂中的氯离子对承受疲劳荷载的梁更具危害。研究结果可以为海砂混凝土梁的耐久性研究提参考。     

张弦梁结构受力性能研究

对体外预应力张弦梁结构在竖向荷载下的受力性能进行了系统的研究,通过理论分析给出了单向张弦梁结构合理预应力的计算方法,并对单向张弦梁的合理高跨比和上下弦刚度比进行了探讨。在此基础上,进一步提出了双向张弦梁结构合理预应力及高跨比的计算方法。     

张弦梁结构刚度的研究与分析

对张弦梁结构施加均匀增大的外部荷载，得到了四个位移记录点的位移随荷载变化情况，通过分析不同点位移—荷载的关系得到了结构刚度变化的情况，指出结构刚度在外荷载作用下变化，导致分析结构在地震作用下响应时，不能采用振型分解反应谱法，只能采用时程分析法。     

大跨度张弦式管梁研究

大跨度预应力张弦式管梁是运输管道跨越江河或沟堑的一种新型结构形式，其跨度可达100。150m。以一榀100m跨预应力张弦式管梁为原型，设计了1：15缩尺模型，在国内首次开展了张弦式管梁在预应力张拉阶段、正常使用阶段以及承载力极限阶段的受力全过程试验研究。基于ANSYS对试验全过程进行了非线性有限元模拟，并结合一致缺陷模态法与柱面弧长法，进行了同时考虑初始几何缺陷与几何非线性的屈曲分析。试验研究与有限元分析表明：半跨荷载对预应力张弦式管梁较为不利，结构整体变形与上弦应力增长较为迅速；结构对平面外的几何缺陷较为敏感，半跨荷载下的屈曲临界荷载较全跨荷载作用时稍低；结构具有可靠的稳定性与较大的安全储备，极限承载力达设计荷载的2．68倍；有限元计算值与试验结果吻合良好，表明本文采用的非线性有限元分析方法能较好地实现对预应力张弦式管梁受力全过程的模拟。最后，基于瑞利一里兹法推导了预应力张弦式管梁在弹性与弹塑性状态下的变形与内力计算公式。     

Design optimization and experimental study on beam string structures

Taking the beam string structure (BSS) in Shanghai Yuanshen Arena as a sample, the rise-span ratio, beam cross-section, area of string, prestressing force of BSS was optimized by using the ANSYS programme. It was proposed that the absolute value of the maximum deflection of the beam under dead load should be minimized in the optimization of the prestressing force. Based on three scale model tests and elastoplastic large deformation analysis, the paper investigated the behavior of BSS in the full-range including the stretching phase, serviceability phase and ultimate load carrying phase. The results showed that the midspan camber should be chosen as the control target of stretching. The failure mode of BSS was the yielding or rupture of the string, while the beam was still in the semi-plastic stage. This paper also presented the construction monitoring results of the real BSS, which satisfied design requirements well.     

玻璃采光顶支承结构体系的理论与应用分析

在综述各种玻璃采光顶支承结构的基础上,提出了一种更适合采光顶要求的新型张弦梁结构。该结构具有受力性能良好,杆件数量少,建筑效果好等特点。对此种结构的受力性能进行了分析计算,具体分析了矢跨比变化及支座高度变化下的结构性能,并比较了新型张弦梁与普通张弦梁的受力性能,所得结论可供实际工程参考。给出了新型空间张弦梁的结构形式及对其进行了受力分析。     

某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计与静力弹塑性分析

多跨连续张弦梁结构是一种新型的平面张弦梁结构形式.介绍了某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计概况和结构体系选用,并对结构进行了抗震性能分析.根据静力弹塑性(Pushover)分析的基本原理,对该结构进行最不利荷载组合下的静力弹塑性计算分析.计算结果表明:Pushover分析可以从能力谱曲线、层间位移角和塑性铰分布及变形方面综合地对该类大跨度钢结构进行抗震性能的评估,它是实现基于性能化设计的有效方法.     

大跨张弦梁结构施工控制与数值模拟

对某高速铁路张弦梁结构雨篷的施工方案进行了详细的阐述,并利用有限元软件Midas对张弦梁的施工安装过程进行了数值模拟,验算了吊装施工过程中吊点位置的正确性和施工荷载对张弦梁结构的影响,验证了分级张拉的施工方案,预估了张拉的应力值,可对施工进行精确控制与指导。     

大跨张弦桁架的施工吊装研究

大跨张弦桁架结构在国内的工程实践刚刚起步,国内尚未对此结构做过施工技术方面的专门研究。对大跨张弦桁架吊装施工技术进行介绍,并以 ANSYS 为分析工具,对张弦桁架的吊装技术作研究。     

改进悬臂型张弦梁结构理论分析及试验研究

借鉴张弦梁结构(BSS)的构成原理,提出一种改进悬臂型张弦梁结构(CSS),并进行了理论分析和试验研究。通过向上、向下荷载作用下的结构静力和几何非线性分析,得知这种结构以承受轴力为主,并具有良好的稳定性和抵抗不对称荷载的能力。为验证这种新型结构的力学性能,设计了一个直径为54m的试验模型,并设计了支承部件、可调索杆、连接节点的制作方案,进而全面考察了索的初始预应力分布以及模型在满跨、半跨加载两种荷载工况下的静力响应。理论与试验研究结果表明,在这两种荷载工况下,模型的静力响应与理论分析结果基本吻合,改进悬臂型张弦梁结构(CSS)受力合理,是一种适于大跨悬臂屋盖的新型结构形式。     

张弦梁结构非线性地震响应分析

本文以广州国际会展中心单向空间张弦梁结构这一典型张弦梁结构为计算分析算例,应用大型有限元软件AN-SYS对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,探讨了张弦梁结构在两种不同地震波作用下竖向地震和水平地震响应,得到结构的动位移响应和动内力响应时程曲线。总结出一些有意义的结论,供张弦梁结构的工程应用参考。