配置下拉减振索的大跨度空间结构受力性能分析

为提高大跨度空间结构的适用性，提出一种配置下拉减振索的大跨度空间结构，通过张紧的索体将结构体和固定体相连，可以减小结构在后期使用荷载下的竖向变形和振动。通过理论推导提出了反映配置下拉减振索的大跨度空间结构基本特征的无量纲参数R,以及中置及偏置索体的最小索力需求、结构内力和变形、自振频率和振幅形状曲线的计算方法，建议优先采取索体中置的布置方式以提高工作效率。实例分析结果发现，合理设计的配置下拉减振索的大跨度空间结构的振动加速度可减小至无索结构的50%以下，在后期使用荷载下的竖向变形可减小至无索结构的10%以下。通过有限元分析发现，索体松弛产生的动力效应将显著放大结构的竖向变形和加速度，故应对减振索进行适当张拉。最后提出配置下拉减振索的大跨度空间结构的设计流程，根据无索结构特性与控制目标的差异，先设定合理的R值再进行索体设计可显著提高设计效率。     

大跨度索穹顶结构抗火性能分析

根据内蒙古伊旗全民健身体育中心工程设计的需要,对大跨度索穹顶结构进行抗火性能分析。以温度-结构耦合为基本方法,基于大空间空气升温模型,考虑高温下材料的非线性,分析了结构在不同火灾工况下的响应,得到火灾下索穹顶结构变形、节点位移、杆件预应力损失的基本规律。研究表明：肋环型索穹顶结构侧向刚度较弱,对偏心火灾敏感,火灾下的挠度超限和侧向变形是导致结构失效和非结构构件提前破坏的主要原因;脊索尤其内脊索是火灾下预应力损失较为严重的杆件,中撑杆侧向位移控制是肋环形索穹顶结构抗火设计的重点。针对肋环形索穹顶结构侧向刚度较弱的缺点,在中撑杆上节点部位加设一道环向杆件进行结构体系的改进,可使结构的抗火性能得到较大改善。     

内压力环索承网格结构环索提升分析

索承网格结构包括外环、上部网格、径向索、环索和撑杆。环索提升是重要施工步骤之一,现场施工前须分析确定其3个关键问题:环索在地面看台上的铺展位形、在空中与V形撑外肢底端连接的位形、撤除提升工装索后环索与V形撑外肢平衡位形。由于未张拉的环索呈大悬垂状态,上述3个位形与设计位形差异大,且考虑因素不同于常规刚性结构提升。以上海浦东足球场挑篷结构为工程背景,基于非线性动力有限元找形法及各阶段位形控制目标,提出环索提升分析方法,确定其3个关键状态的施工参数。分析结果表明:①提升过程中的环索位形与设计状态差异大;②环索铺展时向场内偏移;③连接V形撑外肢和提升索卸载时,环索存在明显的空间双向偏移,即各环索段在平面上分别向场内和场外偏离,在标高上分别高于和低于设计标高。     

若干结构参数对索膜结构的褶皱影响分析

采用刚度等效的方法,将膜结构等代成经纬向的索网结构进行荷载分析。根据空间索元几何非性有限元的U．L．列式法,编制了索膜结构的荷载分析程序。通过算例,讨论了荷载分析中,膜的初始应力边索预张力、矢跨比、膜材张拉刚度和经纬向应力比等结构参数的不同取值对膜结构褶皱的影响。     

张弦结构的十年(三)——张弦成形结构的概念及发展

十年来单向张弦结构、双向张弦结构和空间张弦结构得到了迅速发展。近年来一种通过张拉下弦管内索使结构成形的新型张弦结构引起人们的关注,将其称为张弦成形结构,详细讨论了该类结构的概念与最新研究进展。     

Levy体系索穹顶结构的静力性能分析

索穹顶结构是由索、杆及膜组成的新型预应力结构,应用在大跨度空间结构领域。利用大型有限元分析软件(Ansys),分析了结构参数(如环数、每环节点数、矢跨比等)的影响,对60m跨度Levy体系索穹顶结构的静力性能进行了研究。给出了一些合理的结构设计参数取值建议,为Levy体系索穹顶结构的设计以及工程实践提供参考。     

新型的结构体系-双向张弦梁结构

研究了双向张弦梁作为屋盖结构的受力特性,计算了在施加索预应力及荷载后该结构的内力分布以及位移情况,表明了双向张弦梁结构具有极好的空间受力特性。对上弦拱截面、索预应力和矢高等参数变化进行了分析,得出了有宜的结论。     

刚性网格索穹顶结构初始形态的确定方法

索穹顶结构是一种结构效率极高的空间张力结构体系,由于该结构节点较为稀疏使得上部刚性网格系统的设计和施工有一定难度,从而也限制了索穹顶结构的推广应用.为了解决这一实际工程问题,进一步拓展索穹顶结构的应用范围,本文提出了一种刚柔相济的组合空间结构--刚性网格索穹顶结构,并给出了三种具体的结构组合形式;同时为了能够较为精确地确定该结构形式的初始形态,本文结合空间杆系平衡矩阵理论和构件原长不变的概念,提出了"近似等效荷载生死单元法",该方法通过荷载的等效和构件单元的"生死"过程来找到结构的初始形态.算例分析表明该方法可以较为准确地确定刚性网格索穹顶结构的初始形念.本文工作可为该类结构的初始选型和设计提供依据.     

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.     

索穹顶结构施工技术研究

以直径71.2 m索穹顶工程为对象,介绍索穹顶施工的关键技术,即结构施工偏差及构件尺寸误差的控制、结构的安装成形方法、预应力张拉次序与方法、施工仿真分析与监测控制等。将内中脊索、内中斜索及环向索都做成定长索,外斜索和外脊索做成可调索,调整其长度补偿耳板的径向施工误差;在总结类似工程施工经验的基础上,提出地面拼装、整体同步提升外脊索和外斜索进行安装、张拉外斜索使结构成形的施工方法,减少高空作业量,保证施工的安全;根据索穹顶结构为柔性结构且具有多个对称轴的特点制定了分级分批张拉的施工方案,完成对索穹顶结构的张拉施工,从监测数据看出,施工完毕以后的位形和设计位形基本一致。     

网架-平板组合结构的简化计算法(上)

本文研究并提出了网架-平板组合结构的简化分析方法。这种分析方法是将组合结构的平板部分,根据各种不同形式的网架折算为四组或三组平面交叉杆系,从而使这种比较复杂的组合结构转化为一个等代空间铰接杆系结构,由一般空间桁架位移法直接进行计算。文中详细地讨论了两向正交类网架、两向斜交类网架、三向类网架及蜂窝形三角锥网架等各种网架-平板组合结构的具体计算方法,并给出了相应的等代杆系刚度和板中内力的计算公式,并且附有算例。     

杆件失效路径对网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究基础上,进一步分析两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应.基于有限元程序ANSYS建立网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法对网架结构热力耦合非线性反应进行了分析.结果表明,在大空间建筑火灾非均匀温度场中网架结构具有不同的杆件失效路径,正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在各自的杆件失效路径下临界温度趋于一致;网架结构在火灾中产生适度数量的杆件破坏,可更大程度地释放附加温度应力,表现出结构具有较高的抗火承载力和临界温度;两向正交正放网架的水平支撑桁架体系的抗火承载力对结构的整体抗火承载力有较大影响.按上弦杆具有相同应力比的结构模型,分析得到的失效杆件是影响结构抗火承载力的关键杆件.上述结论可为进一步研究网架结构抗火设计方法提供理论依据.     

结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨

目前,在楼屋盖结构中,大多数采用双向板。结合工程设计与施工的实际情况以及当前研究的深度,分析探讨了双向板内力计算方法的选用,通过工程中双向板典型实例,利用图表来形象直观地阐释规范中方法的优劣。剖析了混凝土双向板挠度计算中遇到的问题,当前实际工程中存在的简化不合理现象以及弹性法计算挠度值的偏低。依据铁摩辛柯经典弹性理论和工程中的实际要求,探讨了单向板与双向板的划界,并提出了自己的观点。     

Iso-response Analysis of Blast Loaded Stiffened Plates

Abstract: An iso-response analysis is presented for the nonlinear dynamic response of blast loaded stiffened plates. This analysis is based on a new rigid-plastic grillage modelling of stiffened plates. The analysis provides iso-response curves in two-dimensional peak pressure versus total impulse space for particular structures which can be used directly for design purposes. Representative results are presented for several one- and two-way stiffened plates.     

边界条件对平板网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应。基于有限元程序ANSYS建立了网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数η的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的抗火承载力。上述边界条件对网架结构抗火性能的影响规律,为确定网架结构抗火性能关键参数分析方案提供了理论依据。     

粘贴碳纤维布或钢条带加固混凝土双向板承载力的塑性条带计算法

外贴高性能碳纤维 (CFRP)布和薄钢板条的补强技术可有效地加固钢筋混凝土结构。基于对受集中荷载的外贴碳纤维布或钢条带的钢筋混凝土双向板的试验研究 ,并在Hillerborg高级条带法的基础上提出了计算外贴条带加固双向板承载力的塑性条带法 ,该法比Hillerborg高级条带法具有更高的计算精度 ,且仍偏于安全。     

城市地下空间防灾减灾回顾与展望

介绍了城市地下空间内各类灾害的发生及造成灾害的情况,对地下空间防灾减灾研究状况进行了总结,并提出了建立完善的城市地下空间防灾减灾体系所需要研究的内容和若干主要问题。     

兼顾防灾的高密度地区地下空间规划策略探讨

随着我国城市化不断推进,城市在建设开发中逐渐成型局部高密度状态,在全球化灾害多发的环境下,城市高密度地区的易损性显著,应充分利用其立体化空间加强防灾减灾建设。地下空间具备先天的防灾特性,可以针对不同灾害中发挥相应的防灾作用,并与地面防灾空间协同构建立体化的防灾空间体系。根据地下空间在城市高密度地区的防灾角色与定位,提出了在地下空间建设中兼顾防灾的规划思路,通过分析适合防灾用途的地下空间特点,对其空间和功能要求进行了研判,并进一步提出了引导方法和规划策略,对城市高密度地区地下防灾空间规划建设进行了探索。     

深圳大学西丽校区体育馆屋盖网架结构设计

深圳大学西丽校区体育馆由上部屋盖钢结构和下部混凝土框架结构组成,上部屋盖支撑于下部周边28根混凝土柱上,屋盖双向跨度约60m,东西向结构呈折线型,南北向结构矢高渐变,采用两向正交正放双层网架结构。结合项目特点,介绍双层网架屋盖选型计算、结构设计荷载、受力特性、杆件截面及节点设计等,可供同类项目屋盖结构设计参考。     

通过居住区体育健身场所规划设计实现犯罪预防

该文通过总结国外关于情景预防理论与实践,并针对国内相关实践,结合社会预防的相关理论,提出通过居住区体育健身场所的设计,实现犯罪预防。首先结合相关理论得出运用居住区体育健身场所实现犯罪预防作用机制,及具体设计原则与方法,并对该方法的优势与局限进行评估,最后建议相关的配套管理方法与手段。