某机库屋盖大跨度网架整体提升施工仿真分析技术

广州南航11号机库屋盖采用双层斜放四角锥钢网架,采用地面拼装、整体提升的施工方法。利用有限元软件MIDAS/GEN对网架结构整体提升及拆除临时支撑进行全过程一体化仿真分析,分析了整个施工过程中各施工状态下结构内力及位移的变化,保证了施工过程的安全性。     

大跨度空间网架结构施工安全监测

研究了大跨度空间网架结构在施工过程中撤除辅助支撑时,网架结构杆件的应力变化情况,对结构施工辅助支撑拆除前后的安全性进行了分析。并以某大跨度空间网架结构为工程背景,分析了该结构在施工过程中辅助支撑拆除前后的杆件应力变化情况,说明施工辅助支撑拆除过程中网架结构是安全的,其应力虽有变化,但并未造成结构构件的损伤。     

大跨度飞机拆解机库提升施工技术

近年来机库屋盖施工大部分采用整体提升施工方案,由于整体提升过程中网架结构局部受力会发生变化,影响网架结构安全,本文通过介绍山西太原拆解基地项目1#拆解机库工程屋盖施工过程,施工前期采用有限元软件Sap2000V20.1.0,进行验算,模拟分析,计算并置换了原设计中在提升过程中超应力杆件,提升平台进行模拟计算,通过分析验算结果可以看出,提升点布置在网架支座附近,网架杆件受力变化不大,通过置换少量杆件即可保证施工过程的安全性,避免提升过程应力变化对结构的损坏。     

基于有限元分析的大跨度网架拆除施工技术

以实际工程为背景,详细阐述了大跨度钢网架结构分段吊装拆除的施工过程,并基于Midas有限元软件,对钢网架整体模型及吊点区等关键部位的应力应变状态进行了分析研究,提出了相关的优化意见,确保按时、安全地完成拆除任务,其技术和方法有较好的工程应用价值。     

已建索柱网架结构稳定索变更加固方法

稳定索是索柱网架结构抵抗向上风作用和保持结构稳定的常设构件,且都施加预应力.若变更已建索柱网架结构稳定索的形状,必然引起网架结构内力较大变化,导致内力超限杆件较多.此时替换超限杆件施工难度极大,而拆除重建,其成本又太高.因此,需要一个合理的稳定索变更加固方法.文章利用ANSYS有限元程序,对某已建索柱网架结构稳定索变更后的受力性能进行了计算分析.结果表明,通过合理设计稳定索与网架的连接方式和施加的预应力,可使原索柱网架结构所有杆件在稳定索变更后依然满足其受力要求,从而大大地降低了其加固的难度、工作量和成本,可为类似工程问题加固提供参考.     

重庆江北机场大型复杂铸钢件受力性能分析与试验研究

网架结构已经在建筑工程领域得到广泛的应用,而传递网架结构内力的关键部位之一就是铸钢件,其受力性能能否满足施工和使用要求至关重要。重庆江北机场新建航站楼天窗位置空间造型迥异、铸钢件的受力相对复杂,利用ANSYS有限元软件对其力学性能进行分析,通过试验,对典型铸钢件分级进行加载,对其不同部位的应变采用不同的采集方式。这一系列的工作保证了施工过程安全有效地进行,结果也印证了用ANSYS对铸钢件进行有限元分析的可行性。     

太原机场新航站楼网架结构受力与变形监测

针对太原机场新航站楼网架结构进行了受力与变形监测,通过借助ANSYS大型有限元软件对网架结构施工全过程进行了计算机仿真,并经实测数据验证,指出该网架结构存在的问题,并提出了相应的整改建议,以期指导实践。     

基于整体提升技术的火灾后网架结构拆除方法研究

整体提升施工技术逆向运用于达到使用年限或灾后受损需要拆除的结构中，将高空的整体结构逆向提升至地面完成拆除，此施工方法具有施工占地面积小、高空作业量小、安全性高等优点。以四川省某批发市场火灾后的屋面网架结构为例，针对基于整体提升技术的网架结构拆除方法进行研究。通过有限元软件MIDAS Gen,依次选取4组、5组、6组提升支架方案，分别按照吊上弦螺栓球和下弦螺栓球进行模拟计算，对比不同提升支架布置方案和吊点方案的变形和内力情况。计算结果表明，为减小结构变形和应力变化，在对称网架结构逆向提升施工中，应优先设置双数提升支架组数。同时，对网架进行了不同步逆向提升模拟计算，得出为避免结构显著不均衡变形，逆向提升施工时应将不同步量严格控制在15mm以内。工程实例应用结果表明，整体提升技术在屋面网架空间结构拆除施工中效率高，安全可靠，建议同类型工程施工使用此项技术。     

弦支网架预应力张拉施工模拟分析

作为一种新型弦支结构体系,弦支网架由上部刚性网架和下部柔性索通过支杆相连而成。通过预应力张拉可将拉索预应力引入弦支网架中,从而改善结构受力性能,因此预应力张拉施工至关重要。以天津北塘文体中心弦支网架为研究对象,使用ANSYS有限元软件,采用单元生死技术和多时间步连续分析方法对弦支网架预应力张拉施工过程进行模拟,确定了施工过程中各拉索的张拉控制值,并分析了在施工过程中拉索内力、结构位移和杆件应力的变化规律,为该工程预应力张拉施工提供了依据。可为其它弦支网架工程的预应力张拉施工模拟提供参考。     

3D扫描逆向建模技术与MR设备在既有建筑球形钢网架拆除中的应用

目前,既有建筑改造工程日益增多,改造工程中存在较多危险性较大的拆除作业,如球形钢网架结构,同时有些既有建筑由于建造时间较早,无法查询原始设计资料。因此,如何安全有效地对原始资料缺失的球形钢网架结构进行拆除意义重大。通过采用3D扫描逆向建模技术,对已有球形钢网架实物情况进行真实还原,基于3D3S网架计算软件的受力计算,通过模拟分析,优化拆除方案,并结合MR设备进行可视化交底,保证施工安全,控制工期和成本。     

腹板削弱型节点参数设计及梁单元刚度矩阵研究

实际工程中通过合理设计洞口尺寸可以迫使塑性铰在梁削弱截面处出现,避免节点先于构件发生破坏,保证结构的整体性使其免于倒塌,同时又可使室内管线从腹板空腔内通过,降低建筑层高,提高经济效益。在综合考虑了梁翼缘对腹板的约束要求、削弱截面处腹板的抗剪强度要求、梁端柱面处与削弱处截面的抗弯能力比以及防止受压板件局部失稳,可以确定矩形洞口尺寸大小和削弱截面距离柱表面的距离。梁腹板开洞后必然影响框架梁单元的刚度矩阵,从而影响结构的内力与位移。因此,有必要对腹板开矩形洞口框架梁单元的刚度矩阵进行研究。为了减少计算工作量,将梁单独作为一个杆单元,利用虚功原理推导其弹性刚度矩阵,并通过一算例与有限元结果进行了比较,两者结果吻合良好。     

基于ANSYS的钢梁腹板开洞受力分析

钢框架结构中,为了充分利用结构净空,降低结构层的层高,采取设备专业的管道从钢梁腹板穿过。本文以某钢框架结构为例,运用ANSYS有限元软件,对钢梁腹板开洞,洞口布置位置对钢梁的承载力影响进行分析。通过计算分析,得出钢梁腹板开洞的洞口合理布置位置,为以后类似工程的设计和施工提供参考。     

切割、滑移技术在火车站雨棚改造中的应用

通过津秦客运专线北戴河火车站既有雨棚改造工程的实践,介绍了雨棚主桁架改造的总体思路及火车站雨棚改造过程中腹杆加强、支撑架搭设、雨棚桁架切割及雨棚桁架滑移等各项技术的应用,尤其是在设计支撑架时,不仅考虑了常规荷载,还考虑了支撑架附近的列车经过时的振动影响。进行了该滑移过程的有限元仿真分析,给出了滑移过程中的纠偏及应急预案。对于支撑架拆除的顺序及方法进行了说明,同时提供了施工过程中跟踪监测桁架内力、变形的数据。     

梁柱腹板屈曲时门式刚架极限承载力的分析

运用有限元分析软件ANSYS,对梁柱腹板屈曲时门式刚架的极限承载力进行了分析,研究了不同参数的变化对刚架极限承载力的影响,得出了增加腹板厚度、腹板高度、斜梁坡度及高跨比,可以提高刚架极限承载力的结论。     

钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁的试验研究和理论分析

单层工业厂房框架柱的肩梁是构造、受力较为复杂的节点。文章针对钢管混凝土双肢柱单腹板肩梁，通过有限元分析及模型试验，探讨了肩梁腹板及翼缘的应力分布，对这种肩梁的受力性能有了进一步了解。     

施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理

进行了大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理研究,基于弹性力学平面问题分析方法,推导了集中荷载作用下的板件应力函数表达式,绘制了不同受压边长与集中荷载长度比(d/a)下的横向应力曲线,拟合了集中荷载作用下构件的横向应力求解函数,构造了混凝土刚构桥腹板在预应力集中荷载作用下等效压力矩形的选取方法,并基于平面应力的表达式提出了在三维情况下沿预应力轴线的横向应力计算方法。通过建立某预应力混凝土刚构桥0~3#段实体有限元模型,分析施工过程中刚构桥混凝土腹板在不同等级预应力作用下的开裂情况。结果显示:有限元裂缝模拟与实桥腹板开裂范围一致,有限元应力分析结果下限值与推导的横向应力求解函数计算结果接近,变化趋势一致,印证了横向应力函数求解方法的正确性。     

波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制

针对波形钢腹板连续刚构桥架设过程中腹板剪切变形所致挠度预测问题,建立了采用思维进化算法(MEC)优化BP神经网络(MEC-BP)的挠度预测框架,研发了基于可视化管控系统的智能化施工控制模块。挠度预测框架主要包括三部分:首先,获取用于建立预测模型的数据集,其中输入样本和输出样本分别由拉丁超立方体采样(LHS)技术和高精度实体有限元模型生成; 然后,基于所获得的数据集,建立了基于MEC-BP神经网络的挠度预测模型,并根据统计准则对模型性能进行评估; 最后,利用训练良好的MEC-BP模型对波形钢腹板连续刚构桥架设施工的挠度进行预测。智能化施工控制模块主要包括两部分:首先,根据规范建立分级预警指标体系,分别为红色、黄色及绿色预警; 其次,基于可视化管控系统研发了施工控制模块,并开发了手机端APP,在此基础上,结合MEC-BP预测模型,实现了波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制。以梁渠沟大桥为背景,将挠度预测值与现场实测值进行对比验证。结果表明:MEC-BP预测模型的挠度预测值与现场实测值吻合较好,预测误差均满足要求; 智能化施工控制系统在梁渠沟大桥架设过程中成功预警3次,助力梁渠沟大桥的建设取得圆满成功; 研究成果可为波形钢腹板连续刚构桥架设施工的智能化控制提供理论依据。     

双层六边-三边形榫卯互承木结构受力性能研究

互承结构构件和节点形式简单统一,通过组装小尺寸构件即可实现大跨度结构。而木材易于加工,适用于互承结构。为此,提出一种格构式木构件,通过简单的榫卯连接,可组装为双层六边-三边形榫卯互承木结构。分别搭建了单、双层六边-三边形互承木结构试验模型,相比于单层榫卯互承木结构,双层榫卯互承木结构的强度、刚度有显著提升。采用通用有限元软件ABAQUS建立了双层六边-三边形榫卯互承木结构数值模型,并通过足尺试验验证了有限元模型的正确性;在竖向荷载作用下,格构式木构件中的最大弯曲应力出现在卯眼处弦杆与腹杆的连接位置,腹杆的设置很大程度上减小了卯眼与榫头位置的应力集中现象。根据六边-三边形互承网格的几何拓展规律,考察了单、双层六边-三边形榫卯互承木结构的拓展性,提出的双层六边-三边形榫卯互承木结构可通过二次拓展达到最大跨度,可应用于较大跨度的屋盖结构。     

半刚性钢框架滞回性能的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架进行非线性有限元分析。采用Kishi-Chen幂函数模型和COMBIN 39单元模拟半刚性连接的非线性行为。通过比较四种不同连接方式钢框架的滞回曲线,探讨半刚性连接方式对钢框架耗能能力的影响,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

Study on mechanical properties of double-layer hex-tri timber reciprocal frame of mortise-tenon connections

互承结构构件和节点形式简单统一，通过组装小尺寸构件即可实现大跨度结构。而木材易于加工，适用于互承结构。为此，提出一种格构式木构件，通过简单的榫卯连接，可组装为双层六边-三边形榫卯互承木结构。分别搭建了单、双层六边-三边形互承木结构试验模型，相比于单层榫卯互承木结构，双层榫卯互承木结构的强度、刚度有显著提升。采用通用有限元软件ABAQUS建立了双层六边-三边形榫卯互承木结构数值模型，并通过足尺试验验证了有限元模型的正确性；在竖向荷载作用下，格构式木构件中的最大弯曲应力出现在卯眼处弦杆与腹杆的连接位置，腹杆的设置很大程度上减小了卯眼与榫头位置的应力集中现象。根据六边-三边形互承网格的几何拓展规律，考察了单、双层六边-三边形榫卯互承木结构的拓展性，提出的双层六边-三边形榫卯互承木结构可通过二次拓展达到最大跨度，可应用于较大跨度的屋盖结构。