预应力双向网格单层网壳结构整体稳定性分析

预应力双向网格单层网壳结构是通过在双向网格单层网壳结构内置入预应力索单元而形成的杂交结构,它能显著提高单层网壳结构的整体稳定性能。本文设置了三种预应力索单元的配置模式,分析预应力索截面积和索内预应力值的大小对结构整体稳定性能的影响,并与对应单层网壳结构进行了比较,体现其稳定性能方面的的优越性。     

弦支穹顶结构缺陷状态的敏感性分析研究

由于构件制作与施工误差、计算假定与算法误差等情况不可避免的存在,当结构索施工张拉完成后索的实测张力值与设计值存在偏差.为研究各误差因素对结构受力性能的影响,本文对一跨度为50m的弦支穹顶结构建立正交表,分析了环索预应力以及网壳节点竖向坐标位置偏差等因素对结构静、动力性能以及稳定性的敏感性.结果表明,环索预应力对结构静、动力性能影响最为敏感,网壳节点竖向坐标偏差对结构稳定性能影响最大,在施工中需严格控制环索预应力和网壳节点空间位置.     

预应力网壳-索穹顶结构动力性能分析

对预应力网壳-索穹顶组合结构进行动力特性研究。利用ANSYS有限元分析软件,选用LINK8和LINK10单元建立有限元模型,采用分块Block Lanczos法对自平衡预应力网壳-索穹顶组合结构进行模态分析。通过模态分析得到预应力网壳-索穹顶组合结构的自震频率和在外荷载作用下的结构自振频率,以及结构的振型图。由于预应力网壳-索穹顶组合结构有多个对称轴,所以出现多个相近的频率对,振型图中也出现多个对称的形状。     

一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构及其受力性能研究

提出了一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构形式,该结构不仅充分利用了索穹顶的受力特性,而且发挥了单层网壳便于铺设刚性屋面板的优势。给出了葵花型、肋环型、Kiewitt型、鸟巢型4种索穹顶结构与相应网格布置的单层网壳的组合结构形式,结构顶部可采用封闭和开口两种形式。定义了索穹顶与单层网壳之间连接杆的荷载传递系数、索穹顶和单层网壳的支座竖向反力分配系数。以葵花型索穹顶与单层网壳的组合结构为例,探讨了结构在均布荷载和集中荷载作用下的受力性能以及结构的矢跨比、预应力水平、网壳杆件截面等参数对结构受力性能的影响。计算结果表明,外荷载越小、矢跨比越小、预应力水平越大和网壳杆件截面越小,索穹顶承担的外荷载比例越大。     

单层柱面索拉网壳结构静力特性分析

柱面索拉网壳是一种混合形式的单层网壳,常用于玻璃采光顶支承结构.本文讨论了这种结构的静力特性,比较了在满跨荷载作用下单层柱面索拉网壳和普通柱面网壳的位移及钢杆件应力,然后计算了各种参数(钢杆件截面、索截面、索初始预应力、长跨比、矢跨比)对柱面索拉网壳结构静力特性的影响,计算结果表明:单层柱面索拉网壳的静力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的位移随着钢杆件截面和索截面的增大而减小;一定的初始预应力对索拉网壳的静力特性影响很大;随着矢跨比增大,柱面网壳的位移先增大后减小;结构的位移和钢杆件应力随长跨比的增大而增大.     

后张拉预应力成形鞍形网壳张拉成形及其竖向极限承载力试验研究

介绍了一种新型预应力网壳一后张拉预应力成形网壳,其基本结构形式是单弦杆网架,由单层弦杆和平面外腹杆组成.试验网架在地面拼装,预应力索布置于下弦层,张拉得到鞍形网壳.在前人研究的基础上,对网架模型进行了预应力成形试验研究,测试了应力和变形.对一后张拉预应力成形鞍形网壳模型进行竖向加载试验,静载施加于上弦节点,分级加载.测...     

现代大跨空间结构在中国的应用与发展

现代大跨空间结构大致是在二十世纪七、八十年代左右,基于采用轻质高强的膜材、钢索、钢棒,应用新技术而发展起来的轻盈、高效的结构体系,诸如气承式充气膜结构、索膜结构、索桁结构、张弦梁结构、弦支网壳结构、索穹顶结构、索穹顶—网壳组合结构、张弦气肋梁结构等.另一方面,对于二十世纪中叶获得大量应用的近代空间结构,如薄壳结构、网架结构、网壳结构、一般悬索结构等,通过采用多种结构形式和建筑材料的组合、预应力技术、结构概念和形体的创新,从而提出并得到工程实践应用的新颖空间结构体系也可认为是现代空间结构,诸如组合网架结构、空腹网架(壳)结构、多面体空间刚架结构、局部双层网壳结构、斜拉网架(壳)结构、树状结构、预应力装配弓式结构等.本文按空间结构单元组成分类为序,分别对现代刚性空间结构、现代柔性空间结构、现代刚柔性组合空间结构的特点及在中国的应用与发展作了综述.     

河北北方学院体育馆弦支穹顶结构预应力施工过程分析

河北北方学院体育馆钢结构屋盖采用弦支穹顶结构,该结构体系由上部单层网壳和下部索杆构成。结构上部单层网壳为凯威特型和联方型结合布置,网壳高度为25.36 m;下部弦支索杆体系为Levy体系,设置5圈环索、6道径向钢拉杆,最内圈径向钢拉杆与中心撑杆连接。为掌握结构特性,采用ANSYS有限元软件对该结构的环向索预应力张拉过程进行了施工仿真计算,分析了预应力张拉施工过程中的索力、结构变形、钢结构应力和可滑移支座位移等情况,从而确保了结构在施工过程中及使用状态下的安全。     

广州花都亚运新体育馆比赛馆预应力钢结构施工关键技术

广州花都体育馆的比赛馆采用由双向桁架构成的球面网壳结构体系,屋面钢结构在安装过程中施工场地受山体阻挡;结合结构特点,本工程采用了双向旋转累积滑移技术,既快又经济的完成了安装;本工程最外一环环向管桁架的上弦和下弦钢管中设有管内预应力索,为预应力空间钢管桁架结构,笔者针对此类结构的预应力施工提出了一套预应力施工技术,很好地解决了环形封闭钢管内拉索的预应力施工技术难题。     

新广州火车站ETFE膜结构应用及安装关键技术

从新广州火车站的膜结构屋盖的应用,介绍ETFE膜结构的膜材、结构、荷载、特点,并介绍ETFE膜结构在大跨度预应力索壳及网壳屋盖上部安装的有关关键技术及注意问题。     

Wind-Induced vibration responses of prestressed double-layered spherical latticed shells

This paper focuses on the wind-induced vibration response of prestressed double-layered spherical latticed shell (PDSLS) structures by adopting time-domain analysis method. Welch spectrum analysis method is used to make precision evaluation of power spectrum of fluctuating wind speed time history simulated by weighted amplitude wavelet superposition (WAWS) method and linear filtering method of auto-regression (AR) model. Results show that the two methods produce little precision difference, but AR method is far more efficient than WAWS and is more suitable for wind speed simulation of PDSLSs. The effect of various parameters on the wind-induced vibration response of PDSLS structures are comprehensively investigated, including rise-span ratio, span, shell thickness, elastic constraint stiffness, prestress value, with or without cables and cable layout scheme. Results show that rise-span ratio and span are the major factors that affect wind-induced vibration response of PDSLSs. When cables are set, the wind vibration coefficient of nodal vertical displacement becomes smaller and more equally distributed, which demonstrates that PDSLSs are less sensitive to fluctuating wind effect than common latticed shell structures without cables. Finally, based on the envelopment concept and with the maximum dynamic and average wind-induced displacement responses as control indicators, the calculating method for global wind vibration coefficient (GWVC) of PDSLSs is proposed and the value with usual design parameters is given. Meanwhile, when the structure is made static analysis by means of the equivalent static wind load obtained from GWVC, the obtained internal member force response is relatively accordant with the actual response got from time-history analysis, and is a little safer.     

弦弓式预应力网壳结构的工程应用

结合实际工程背景,提出了新颖的弦弓式预应力柱面网壳结构,并应用于大跨度电厂干煤棚结构中。详细分析了结构的静力特性,采用了振型分解反应谱法计算了水平和竖向地震作用下结构的响应。提出了静载下支座位移为零的预应力施加准则,不仅使结构基本成为自平衡体系,而且降低了施工难度。计算分析表明,该结构整体刚度较大,杆件内力峰值较小,大部分杆件内力受斜风及温度作用的控制,用钢量仅为34kg/m2;结构受水平地震作用影响较大,杆件地震内力系数最大值为0.22。     

折板式网壳结构的动力性能分析

折板式网壳结构是一种优良的空间结构,其静力性能和经济性均优于普通网架,而且建筑造型优美,形式丰富。本文采用振型分解反应谱法和时程分析法对折板式网壳结构的动内力作了研究,计算分析了结构厚度、坡度等参数对动内力的影响。通过计算表明,折板式网壳的动内力仅为相应网壳的二分之一,动内力的分布规律也有别于一般网架。除个别杆件外,折板式网壳杆件的动静内力之比约为10%。此外,采用反应谱法与时程法两者计算结果基本一致。本文计算结果可供工程设计时参考。     

网状球壳的连续化分析方法

本文对四向杆系、三向杆系、两向杆系组成的各种网状球壳,探讨了基于连续化计算模型的拟壳分析法,给出了网壳等代薄膜刚度和抗弯刚度的表达式,建立了轴对称网状球壳拟壳法的一般性基本方程式,并采用薄膜理论加边界效应的分析方法进行计算。文中给出了如何由壳体内力反算各种网状球壳杆件内力的计算公式,文末附有算例。计算表明,这种连续化的拟壳分析法比较方便,手算电算均可。此外,本文还就常用网状球壳的形式和分类作了讨沦。     

自平衡预应力球面网壳结构稳定性研究

针对单元拼装式自平衡预应力网壳的结构稳定性能尚不明确的研究现状,采用有限元分析的方法对一座大跨度球面网壳结构的稳定性能进行了研究。采用了Block-Lanczos法对网壳结构进行了特征值屈曲分析,并用一致缺陷模态法对网壳结构进行了非线性分析,从而获得大跨度自平衡预应力球面网壳结构稳定性能的规律,相关结论对新型网壳的工程设计具有指导意义。     

弦支筒壳结构在多点输入下的地震响应分析

将拉索与柱面网壳相结合,就可以形成新的弦支结构——弦支筒壳结构.以一实际工程为例,本文将分别采用地震波一致输入和考虑行波效应的多点输入分析方法对弦支筒壳进行地震响应分析.结果表明,地震作用下单层筒壳杆件内力和撑杆内力随时间的变化都是在某一数值上下波动,而下弦索内力随时间的变化则是波动着上升.与一致输入相比,多点输入时,单层筒壳杆件内力有些发生了方向改变,有较少一部分内力减小,大部分杆件的内力增大,且随着行波速度的减小,内力增大的杆件增多,幅度加大;一部撑杆的内力增大,也有相当一部分撑杆的内力减小,且随着行波速度的增大,二者对撑杆内力的影响趋于相同;下弦索中拉力或者增大或者趋于与一致输入时相同,且随着行波速度的增大,二者对下弦索中拉力的影响趋于相同.     

基于APDL的网壳结构非线性稳定分析

简述了网壳结构稳定问题的非线性特性,并基于ANSYS参数化设计语言(APDL),采用有限元非线性分析理论对网壳结构的整体稳定进行全过程分析.选用弧长法求解非线性方程,得到该网壳结构整体稳定的全过程荷载一位移曲线,并可得临界荷载,为网壳结构的设计和分析提供了有价值的参考.同时,在整个程序编制过程中显示出APDL语言在结构...     

预应力双层柱面网壳整体稳定性分析

双层柱面网壳结构是一种新型空间网壳结构,近几年得到快速发展,相关理论也更加成熟.但是预应力双层柱面网壳的研究却不多,理论计算分析也不完善,尤其对其稳定性的研究更是少之又少.利用有限元法,考虑不同矢跨比、荷载分布及预应力水平对预应力双层柱面网壳稳定性的影响,并与对应的双层柱面网壳结构进行对比,分析预应力作用下网壳的稳定特性.     

弦弓式预应力柱面网壳结构风洞试验及风致效应研究

弦弓式预应力柱面网壳结构是一种新颖的结构形式,通过对网壳下部拉索施加预应力使结构成为自平衡体系,某火电厂干煤棚为弦弓式预应力柱面网壳结构在干煤棚结构中的首次应用,风荷载是其主要荷载之一,目前规范对该类网壳结构的体型系数未作明确规定,因此需要进行风洞试验来确定其体型系数,试验考虑了网壳周边环境的作用,严格模拟了规范规定的大气边界层风场,分析研究了网壳表面风压分布规律及其影响因素,给出了可供设计采用的体型系数,同时进行了风致效应的研究,研究表明,周边环境对网壳表面风压分布的影响较大而煤堆的影响较小,大气边界层风场中风速脉动导致的风压改变在设计时已不容忽视,风荷载对网壳下部预应力拉索应力起着卸载作用,各索的最大应力减少比例在20％左右。     

弦弓式预应力柱面网壳结构的稳定性和抗震性能分析

在大跨度干煤棚工程设计中采用的弦弓式预应力柱面网壳结构是由网壳和预应力拉索组成的杂交体系。采用非线性有限元方法研究了这种结构的稳定性,分析了各种荷载工况、初始缺陷和拉索预应力对结构稳定性的影响。分析了预应力对结构自振特性的影响,然后采用振型分解反应谱法对结构的水平及竖向地震反应进行了研究,总结了结构地震内力系数分布规律。研究表明,布置拉索对结构的稳定性能改善明显,结构的极限荷载提高30%以上,施加的预应力对结构的动力性能影响不大。