钢塔架结构静力计算的分层空间桁架法研究

通过理论推导,得出在满足分层空间桁架法基本假定条件下的计算公式,用空间桁架法设计塔架,对比分析刚性、柔性斜杆塔架的区别。同时,推导了三角形截面塔架的内力及位移计算公式,用分层空间桁架法及逐次渐进法计算四种截面形状的刚性结构及柔性结构的内力,用规范方法进行构件验算,得到应力比处于0.75~0.85之间时的结构用钢量;并得出如下结论:刚性斜杆塔架及柔性斜杆塔架用钢量基本一致,两种塔架应力比处于同一水平时刚性斜杆塔架刚度较大;由承载力控制时,按照两种形式斜杆设计的塔架用钢量基本相同,由刚度控制时,采用刚性斜杆有助于降低结构用钢量。     

柔性腹杆塔架结构计算方法分析比较

在我国存量铁塔中存在不少服役20年以上的柔性腹杆塔架,为了对这种结构形式进行更深入的计算分析,本文分别采用了简化空间桁架法、分层空间桁架法与有限元法三种方法对正四边形柔性腹杆塔架进行了计算分析,对这三种计算方法的计算结果进行比较和分析。发现简化空间桁架法和分层空间桁架在计算柔性腹杆塔架塔柱内力时精度相当;计算柔性腹杆塔架中柔性腹杆内力时,简化空间桁架法计算结构有条件失效。本文得出了简化空间桁架法在计算柔性腹杆时的适用条件。     

巨型桁架体系次结构施工过程力学分析

巨型桁架结构主要由巨型柱、巨型斜撑和巨型桁架构成.在巨型桁架结构的修建过程中,巨型斜撑发挥了特殊的传力卸载作用,与常规竖向结构传力途径存在较大差别.研究钢结构巨型桁架体系次结构的预起拱问题,以及安装过程中关键构件内力变化过程.利用通用有限元平台编制分析程序,对核心筒超前施工条件下巨型桁架预起拱的问题进行仿真分析,将仿真计算结果、常规计算和实际测量数据进行比较分析,并对巨型桁架体系次结构施工过程的内力变化特点进行深入研究.     

光明新区公共服务平台斜撑与桁架组合转换结构中楼盖的施工模拟分析

施工顺序会影响复杂结构构件的内力,斜撑与桁架组合转换结构中斜撑水平推力在楼盖中的传递途径是复杂结构设计的关键。研究了光明新区公共服务平台斜撑与桁架组合转换结构在竖向荷载作用下传递斜撑水平推力时转换层楼盖的受力特征;通过对两种施工过程的计算,分析比较了转换层楼板的施工顺序对结构传力途径的影响以及对结构主要受力构件内力的影响。分析结果表明,不同施工方案对楼盖中的梁与板的内力分配有一定的影响,尤其在斜撑水平推力较大时楼盖的内力变化更为明显,若处理不当会存在较大的安全隐患。     

超高层结构中伸臂桁架的设计和优化

框架-核心筒结构结合加强层可以形成更大的刚度并抵抗倾覆力矩,结合实际工程应用ETABS软件建立三维模型进行分析,通过对5种不同伸臂桁架的设计方案进行对比,综合建筑需要和结构性能确定了伸臂桁架布置方案。研究伸臂桁架与核心筒之间的传力机理,并设计伸臂桁架。考虑施工次序对伸臂桁架斜撑内力变化影响的同时对伸臂桁架斜撑截面进行优化。     

基于等角钢格构式构架的有限元分析及研究

通过对等角钢格构式架构进行设计分析,研究对比了不同结构截面选型、主材计算长度、受力方向与杆件内力等因素作用下对构架柱的影响,并应用有限元软件计算检验。结果表明,结构截面选型和主材计算长度大小的选取对主材应力比影响较大;弦杆不同布置型式对主材应力比影响较小;等角钢变截面格构柱,斜材内力在变截面处会出现突变。该结论为设计截面选型及如何调整设计参数提供参考,为合理选取主、斜材提供依据,有利于节省钢材。     

矩形截面空间钢管桁架整体稳定实用设计方法

以某工业管道支架采用的两端简支矩形截面空间钢管桁架为研究对象,采用非线性有限元法,进行结构整体稳定分析,确定其整体稳定承载力。同时,提出矩形截面空间钢管桁架整体稳定实用设计方法,将桁架上弦作为格构式轴心受压构件进行稳定计算以确定空间钢管桁架整体稳定承载力。实用设计方法计算结果与有限元分析结果吻合较好,验证了该方法的适用性和可行性。     

螺栓连接滑移的不确定性对输电铁塔结构内力的影响研究

输电铁塔中螺栓连接节点的连接滑移现象十分普遍,并且其载荷-变形过程具有很大的不确定性,传统输电铁塔分析方法常常采用空间桁架模型计算结构内力,有时不能准确反映输电铁塔中构件的真实受力情况。以输电铁塔的塔身部分为研究对象,考虑螺栓连接滑移的影响建立了塔身模型的参数化有限元模型,确定了随机输入变量和输出变量,并采用拉丁超立方抽样方法,通过直接蒙特卡洛模拟,得到了弯曲和扭转载荷工况下输电铁塔结构内力,研究了螺栓连接滑移对铁塔结构内力的影响规律。通过研究发现:考虑螺栓连接滑移不确定性影响后,杆件轴力大于空间桁架模型计算结果的概率有时很大,尤其是在扭转载荷工况条件下,斜材轴力大于空间桁架模型计算结果的可能性甚至会超过75%;不同载荷工况条件下,螺栓连接滑移对杆件轴力的影响程度也不相同,在弯曲载荷工况条件下,螺栓连接滑移对主材轴力的影响相对较小,而对斜材轴力的影响相对较大,在扭转载荷工况条件下,螺栓连接滑移对载荷所在侧面的斜材轴力影响较大,而对另外两个侧面的斜材轴力影响相对较小;实际工程中可以按照不同的载荷工况以及杆件所处的位置,对采用空间桁架模型计算得到的杆件轴力进行修正,以考虑螺栓连接滑移不确定性的影响,保证构件设计阶段所用轴力的可靠性。     

不同单元类型在曲线混凝土连续梁桥受力分析中适用性研究

为比较不同单元类型对曲线连续梁有限元数值分析结果的影响,以3跨曲线连续梁为算例,选用7种不同曲线半径,利用有限元软件分别建立空间梁单元及板单元模型。计算得到自重、偏心均布活载及预应力3种荷载作用下主梁控制截面内力及位移。两类单元计算结果表明,曲线连续梁圆心角小于40°时,自重、活载或预应力荷载下两类单元模型计算内力差别不大于5%;对于圆心角较小的情况,考虑曲线桥自重中心对截面中心偏心引起的附加扭矩后,可用简单的曲线单主梁模型进行曲线连续梁结构分析;对于圆心角较大的情况,应采用壳单元法进行曲线连续梁结构分析,以保证计算结果的准确性。     

钢筋混凝土异形柱框架斜撑结构特性探讨

以K形斜撑为代表 ,采用杆系空间分析模型 ,通过对一批异形柱框架 斜撑结构典型工程算例的系统理论分析 ,研究了地震作用下钢筋混凝土异形柱框架 斜撑结构的内力分布规律、水平位移特性及自振特性。提出了自振周期的近似计算公式、斜撑与框架侧移刚度比范围及确定斜撑截面高度的公式 ,供工程实用参考     

钢管空间桁架结构自由扭转的有限元分析与验证

文章采用通用有限元软件ANSYS对矩形截面钢管空间桁架和等腰三角形截面钢管空间桁架进行建模与分析,提取单位扭矩作用下的扭转角,利用材料力学知识计算相关扭转刚度。通过分别与赵思远博士、郭彦林教授和窦超教授的钢管空间桁架扭转理论公式进行比对,来验证有限元建模的正确性和与相关理论的适用性。通过改变钢管空间桁架的上下平面弦杆面积比值、上下平面斜腹杆的面积比值以及节间距离等相关参数,可以进一步扩大理论的适用范围。总结出不同钢管空间桁架的适用情形及改进意见。     

异形刚构钢筋混凝土异形斜撑的非线性分析

现行设计规范的裂缝宽度计算公式适用于比较规则截面形状的构件,而对异形刚构的异形斜撑只能近似适用.采用钢筋混凝土非线性有限元的方法,通过ANSYS的三维空间有限元分析,计算得到异形斜撑混凝土开裂区的钢筋应力,并分析混凝土裂缝的分布情况,为保证结构的耐久性设计提供技术支撑.     

大跨暗挖车站无柱中板结构内力分析及施工技术

依托实际工程,以Midas GTXNX软件平台,对大跨暗挖车站无柱中板拱形支撑结构、平板斜撑结构和变截面厚板结构3种结构形式进行建模,并进行荷载分析。经数值分析发现:在荷载条件一致的前提下,3种板结构中平板斜撑结构内力分布最优,拱形支撑结构和平板斜撑结构内力分布大致相同,但平板斜撑结构形式较为简单,能够适应于现场施工的需要,而变截面厚板结构占用空间较少,结构内力大和变形量大。     

铁塔采用分层空间桁架法和有限元计算结果对比

介绍了钢塔架的静力计算方法,指出空间桁架法适用于任何类型的塔架,计算精确度较高,通过对比分层空间桁架法和midas有限元程序计算结果,了解两种计算方法的误差,为以后的设计提供很好的指导经验。     

1000MW空冷凝汽器支架结构温度作用分析

空冷凝汽器支架结构属典型的钢-混凝土竖向混合结构,上部为高次超静定钢桁架,温度作用明显。采用有限元分析软件SAP2000对1000MW空冷凝汽器支架结构原型建模,分别计算了日照温差和年温差作用时结构的内力和变形,计算并分析了温度与荷载共同作用下结构的内力和变形。结果表明,日照温差作用下结构的温度自应力较小,年温差对结构的变形和内力影响较大,温度对结构大多数柱子的影响较小,对钢桁架的影响较大。根据有限元分析结果,提出了一些设计建议。     

桩锚体系弹性支点法和三维有限元法比较与分析

简述了弹性支点法和三维有限元法,并以衡阳市某平面形状复杂基坑支护结构为例,分别以弹性支点法中的M法以及三维有限元法对该基坑支护结构东面侧壁进行了支护桩内力和位移计算,分析比较了这两种计算结果,最后确定以三维有限元计算结果进行支护桩的配筋和锚杆的计算,取得良好效果.     

北京当代MOMA工程转换结构设计

针对在北京当代MOMA工程中广泛应用的带斜撑整体转换桁架结构体系的理论分析与计算研究,从结构受力分析及变形等方面总结转换桁架与普通转换梁之间的差异;通过对带斜撑与不带斜撑整体转换桁架的计算比较,分析设置斜撑对改善整体转换桁架受力性能的作用;结合工程实际给出避免地震作用下斜撑失效后结构发生连续倒塌的补充设计方法;并指出型钢混凝土材料在此类结构中应用的优势.通过工程设计实践探讨此类结构的实用设计方法,总结了设计中应注意的关键问题及应采取的主要结构构造措施.     

高桩承台空间内力分析

本文用有限元法对板梁式高桩码头结构进行空间内力分析,并以连云港集装箱码头一伸缩段作为算例进行研究比较;计算结果表明,空间计算比平面计算内力小得多,且按空间计算的内力与模型试验结果十分吻合。本文方法适用于带斜桩的结构。     

斜拉空间桁架结构在静力作用下受力性能研究

利用有限元分析软件ANSYS计算了某斜拉空间桁架在静力作用下的内力及自由端位移,归纳了内力系数与节间位置、预应力、斜拉索高度之间的函数关系;详细分析了斜拉索施加的初始预应力和斜拉索高度对该结构内力及自由端位移的影响,提出了斜拉空间桁架的临界预应变概念,回归出了自由端位移与初始预应变以及斜拉索高度的函数关系。本文的研究成果能够为斜拉空间结构的受力性能研究和工程实践提供指导。     

苏州吴江某总部大楼超限结构设计

该工程为带斜撑转换的复杂高层建筑,斜撑转换结构传力直接,构造简单合理,斜撑转换楼板及水平拉梁有较大水平推力,补充转换部位的楼板应力分析,对转换结构设置抗震性能目标,保证结构具有良好的抗震性能。屋面幕墙支撑桁架高达15 m,通过设置竖向平面桁架、平面外侧向桁架及下部水平支撑桁架形成空间桁架,保证水平荷载的有效传递。