索拉穹顶结构动力特性分析

索拉穹顶是一种新型大跨空间结构,比较了索拉穹顶和普通穹顶的自振频率及其对应的振型且较详细地讨论了这种新型结构的动力特性。然后,计算了各种参数(长跨比、矢跨比、索截面、索初始预应力、钢杆件截面)对索拉穹顶动力特性的影响。计算结果显示:索拉穹顶的动力特性优于普通穹顶;索拉穹顶的自振频率随矢跨比的增大,先增大后减小,随钢杆件截面、索截面的增大而增大;索的初始预应力对索拉穹顶的动力特性影响很大。     

大跨空间结构的模态分析

弦支穹顶结构为目前新兴的空间结构体系。本文建立了120 m大跨度弦支穹顶结构模型,分析其自振特性及其影响因素。分别以荷载状况、矢跨比、拉索预应力以及支座约束为控制因素,当以上控制因素取不同数值时,分别计算其前30阶自振频率。结果表明:弦支穹顶结构质量轻、柔性大,频谱密集、自振频率低,具有一定程度的非线性特征;弦支穹顶结构的基频会随着均布荷载的增加而减小,在结构刚度不变的情况下,基频随着质量的增大而减小;弦支穹顶结构初期自振频率随着矢跨比的增加而逐渐增加,当矢跨比超过某值后基频下降;预应力的存在,对单层网壳的自振特性有很大的改善,但其大小对结构自振特性影响较小;弦支穹顶结构的支座约束情况对自振频率影响较大。     

大跨弦支穹顶结构非一致地震响应研究

对椭圆形弦支穹顶屋盖结构的动力特性和地震响应进行了有限元分析.分析中考虑了预应力大变形作用以及不同预应力水平的影响.通过结构前60阶自振频率和模态振型的对比分析,发现该弦支穹顶结构模态频率分布相当密集,以中间张弦穹顶的竖向自由振动模态为主.结构的地震响应计算结果表明,在多维多点非一致地震激励下,该弦支穹顶结构的位移响应以及环索、撑杆等重要构件的内力响应随着地震波波速的增大而减小,并逐步接近其一致地震激励下的动力响应.     

2008奥运羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构动力特性及地震响应分析

奥运羽毛球馆弦支穹顶直径93m,为目前世界跨度最大的弦支穹顶结构。对其建立有限元模型,进行动力特性分析,提取结构前60阶自振频率和模态振型得出,结构模态频率密集,振型以中间张弦穹顶竖向振动为主等特点;合理选取地震波对结构进行水平和竖向地震时程分析,提取结构上部网壳与下部索杆在地震作用下的动内力变化数值,并与反应谱法结果进行比较,得出结构径向杆件地震动反应最大,水平向地震起控制作用等特点,可为相关结构的抗震设计提供参考。     

联方凯威特弦支穹顶结构动力特性及参数分析

以联方凯威特型弦支穹顶结构为研究对象,应用ANSYS软件分析结构的自振特性,并且通过改变结构的设计参数找出影响自振特性的因素.结果表明,联方凯威特弦支穹顶是频率密集型结构,结构的刚度要大于同等条件下单层网壳结构的刚度.基频随外荷载的增大而逐渐降低,各阶频率随着矢跨比的减小逐渐减小,基频及各阶频率随着竖向支撑杆长度的增大...     

中间开孔弦支穹顶结构预应力优化后模态分析

对弦支穹顶结构的预应力优化是进一步研究结构的关键,通过有限元软件ANSYS建立模型,以预应力平衡态下使弦支穹顶结构的上部网壳结构的最大应力值达到最小为优化目标来确定最佳预应力,在预应力优化的结果下进行结构的模态分析,研究了结构的自振频率和振型。结果表明:中间开孔的弦支穹顶结构的最大位移、最大Mises等效应力和最大支座反力明显比网壳结构的小,自振频率非常密集,振型呈正反交替振动。从总体来看,此种结构有着较好的整体性和较大的刚度,具有较高的应用价值。     

地震作用下开口Kiewitt型弦支穹顶结构的动力稳定

根据弦支穹顶结构的受力特点,建立梁元、杆元和索元的混合有限元动力分析模型,提出利用动态增量法,根据B-R判别准则,提取各级地震加速度幅值下的节点最大位移作为动力响应特征参数,探讨大跨度、小矢跨比开口Kiewitt型弦支穹顶结构在地震作用下的动力稳定极限承载力的研究方法.通过改变结构参数、几何参数等诸多因素来研究其对地震作用下结构动力稳定临界值的影响.分析表明,初始缺陷会明显降低弦支穹顶结构的动力稳定临界值,矢跨比、预应力值和杆件截面对于结构的动力稳定性不呈单调变化.     

地震作用下弦支穹顶结构动力稳定性参数分析

弦支穹顶结构是一种新型结构体系,它综合了单层网壳结构和索穹顶结构各自的优点.为全面认识弦支穹顶结构在地震作用下的动力稳定性问题,本文以具有实际工程意义的50m跨度凯威特型弦支穹顶结构作为研究对象,系统分析了多种因素对弦支穹顶结构动力稳定性临界荷载的影响,其中包括:不同支座条件、不同矢跨比和不同杆件截面、不同拉索布置层数、不同拉索预应力值以及不同地震输入.本文成果为弦支穹顶结构的工程应用提供有价值的参考.     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1:10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现:结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

单层柱面索拉网壳结构动力特性分析

柱面索拉网壳是一种新型的玻璃采光顶支撑结构。讨论这种结构的动力特性,比较单层柱面索拉网壳和单层柱面网壳的自振频率及其相应振型。通过计算,分析长跨比、矢跨比、索截面、索初始预应力、钢杆件截面对柱面索拉网壳动力特性的影响。计算结果显示:单层柱面索拉网壳的动力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的自振频率随着钢杆件及索截面的增大而增大,随长跨比的增大而减小。索的初始张拉力对索拉网壳的动力特性影响很大。     

弦支穹顶体系及其结构动力特性分析

弦支穹顶姑构体系是在索杆张力体系和单层网壳基础上发展起来的一种新型复合空间姑构。本文概述了弦支穹顶结构产生的背景和结构原理,采用ANsYS程序进行了姑构的模态分析和地震响应分析,得到了弦支穹顶结构体系的动力性能姑果,并将弦支穹顶结构不施加预应力的情况和预应力作用下结构的动力特性进行了对比分析．     

管桁架结构与弦支穹顶结构的对比研究

本文通过结合鄂尔多斯机场新航站楼A区穹顶的实际工程，对管桁架和弦支穹顶这两种结构进行了力学性能对比分析。分析结果表明，这两种结构均具有相对较大的刚度，在相同的情况下，采用弦支穹顶，结构的承载效率更高效，且更具有经济性。     

弦支穹顶结构设计分析

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部预应力索杆体系组成的空间结构。结合体育馆屋盖的设计,对采用的弦支穹顶结构进行始态、荷载态、地震作用分析。讨论弦支穹顶设计的基本过程,并对索所需的预应力大小进行分析设计。计算结果表明,弦支穹顶结构具有良好的受力性能和经济性能,满足建筑造型的要求。     

刚性杆弦支穹顶实物加载试验研究

介绍了弦支穹顶体系的研究与应用现状,分析了半刚性弦支穹顶结构的优缺点,以半刚性弦支穹顶的概念为基础,以天津博物馆贵宾厅屋盖为工程背景,按照二阶段设计法中第二阶段结构特性提出并设计了刚性杆弦支穹顶结构。设计了实物加载试验方案,对该刚性杆弦支穹顶进行了静载试验研究,得到了刚性杆弦支穹顶结构内力及位移随加载历程的变化规律。分析比较了试验值与理论计算值,表明刚性杆弦支穹顶具有较好的受力性能。对刚性杆弦支穹顶和结构条件相同的天津博物馆多功能厅屋盖单层网壳进行了比较分析,结果表明刚性杆弦支穹顶具有受力性能优越,用钢量少,施工方便和造价低的优点,为其在工程中的进一步推广应用奠定了基础。     

Lifting installation and prestressed cable construction of suspendome roof for Wuhan Gymnasium

The steel roof of Wuhan Gymnasium is a long-span suspendome structure system. According to the structural characteristics of the roof, the lifting installation of upper latticed shell and the installation and tension of lower prestressed cables are introduced in detail. The cable tension is completed successfully on June 27, 2006, while the test results of cable forces and structural deformation are comparatively consistent with the theoretical analysis results. Moreover, Strut-adjustment Method is innovated and applied successfully in the construction of long-span suspendome structure for the first time, and the theoretical and practical experiences can be used for the research and application of similar new-type spatial structures.     

弦支穹顶结构风振响应参数分析

近年来,弦支穹顶结构作为一种新型杂交空间结构体系,日益受到关注和重视.由于其本身的结构特点,风荷载常常起主要甚至决定性作用.通过时程分析的方法,得到弦支穹顶结构的节点位移风振系数,并对不同工况下的弦支穹顶结构进行了风振响应参数分析,得出一些有意义的结论,为弦支穹顶结构实用抗风设计提供参考.     

弦支穹顶结构预应力及动力性能理论与实验研究

以跨度 3 5 4m ,矢高 4 6m的天津保税区商务中心弦支穹顶屋盖为例 ,进行了预应力的设定分析。采用ANSYS程序进行了结构的模态分析和地震响应分析 ,得到了弦支穹顶结构体系的动力性能结果 ,并将弦支穹顶的动力性能与相应的单层网壳做了分析比较。对两种激励作用下的弦支穹顶实物进行了频率动力性能的实验研究 ,验证了理论分析结果的合理性     

联方—凯威特弦支穹顶结构的地震时程分析

采用时程分析法对联方—凯威特弦支穹顶结构进行了地震响应分析,研究发现,弦支穹顶结构在三向地震作用下,径向杆在下部支撑体系处影响最大,而环向杆相反,同时上部单层网壳杆件轴力影响较小,索的内力降低。     

施威德勒椭球形弦支穹顶的特征值屈曲分析

施威德勒椭球形弦支穹顶是弦支穹顶结构的一种新型结构形式,利用有限元计算软件ANSYS对椭球形弦支穹顶和单层网壳进行特征值屈曲分析。通过对不同矢跨比的对比分析,预测施威德勒椭球形弦支穹顶的屈曲特性。     

Lifting installation and prestressed cable construction of suspendome roof for Wuhan Gymnasium

The steel roof of Wuhan Gymnasium is a long-span suspendome structure system. According to the structural characteristics of the roof, the lifting installation of upper latticed shell and the installation and tension of lower prestressed cables are introduced in detail. The cable tension is completed successfully on June 27, 2006, while the test results of cable forces and structural deformation are comparatively consistent with the theoretical analysis results. Moreover, Strut-adjustment Method is innovated and applied successfully in the construction of long-span suspendome structure for the first time, and the theoretical and practical experiences can be used for the research and application of similar new-type spatial structures. __________ Translated from Construction Technology, 2006, 35(12): 51–58 [译自: 施工技术]