基于索滑移模型的空间索膜结构设计分析

针对空间索膜结构实际应用中会存在索相对薄膜滑移的问题,提出了一种考虑索滑移的索膜组合结构分析模型。利用能量变分原理推导了局部坐标系下空间索单元和膜单元非线性有限元方程,将索和膜单元方程公共项合并得到整体坐标系下索膜组合结构非线性有限元方程。然后将薄膜对索单元节点的拉力分解到垂直于节点相邻两索单元的方向上。根据相邻两索单元张力与摩擦力之间的不等式关系建立了索滑移模型,给出了考虑索滑移的索膜结构非线性有限元方程迭代求解方法。最后将索滑移模型应用到空间索膜结构设计分析中,分析结果表明,索膜间摩擦力的存在会导致索张力不均匀,但在一定程度上可以提高薄膜抵抗外载荷的能力,索膜结构在载荷分析过程中需要考虑摩擦滑移对索膜结构的影响。     

某索膜结构的施工实例

索膜结构是一种柔性体系结构,它利用张拉钢索及少量的压杆作为主要承重构件,依靠膜张力来抵御外荷载,具有自重轻,造型美观,受力合理的特点,近年来受到广泛关注。某体育场看台膜结构工程就是通过膜和钢索的张拉保持结构的平衡和稳定的典型的索膜结构。本文通过该工程的介绍,简述了张拉膜结构的自我平衡,它的施工安装要素以及验收经验。     

索膜结构的制作和施工技术

索膜结构屋面采用轻质的膜材,膜边界辅以预应力拉索,可以很好地达到大跨度、覆盖大空间的目的.本文主要介绍了索膜结构的制作技术及施工工艺,供广大工程技术人员参考.     

索-膜结构及其施工技术

对索-膜结构基本组成及其优点、设计分析理论作了简要的综述，并通过昆明理工大学的索-膜实训模型对其施工张拉技术作了简要介绍。最后展望了它的发展及应用前景并讨论了其发展中出现的问题。     

考虑整体分析的索膜结构的找形

利用非线性有限元基本原理建立了钢-索-膜结构的有限元模型,推导出了考虑钢-索-膜整体分析的索膜结构的找形方法,并利用有限元软件ansys找形,对比说明了整体分析找形的必要性,并验证这种方法找形的可行性.     

索穹顶膜结构找形分析

索穹顶结构和覆盖膜结构均是由柔性材料组成,其成形及承载都依靠预应力来实现,故其设计首先需要进行找形分析。在对索穹顶膜结构的分离找形和整体找形进行对比研究的基础上,通过实例表明两种方法的计算结果差别很大,指出整体协同找形分析的必要性。     

大跨索膜结构非线性分析与施工方法

鉴于目前对足尺的索膜结构开展试验和理论分析的较少,本文结合具体工程对30m跨的足尺索膜结构进行了仿真分析,基于三点假定建立了索膜结构的有限元模型,通过施加温度荷载的方式实现索膜找形,在找形基础上进行自平衡非线性求解,得到变形和应力的分布规律,最后给出节点和支撑构件的施工方法,本文的研究既能为完善空间结构提供理论支撑,同时又可为类似工程设计和施工提供借鉴。     

索膜结构在沈阳体育学院体育场项目中的应用

沈阳体育学院新校区体育场项目采用了索膜结构,膜体总面积4000㎡,叙述了其设计、施工、安装中需解决的问题。     

施工滑移索的数值模拟

考虑环索与节点间存在摩擦,采用变索原长法对弦支穹顶结构每圈环索在3处进行对称同步张拉施工数值模拟,计算分析了结构在张拉施工阶段环索的滑移,得到了各状态下索的张力分布.分析结果表明,环索与节点间的摩擦导致结构张拉完成后环索张力分布不均匀.在实际工程设计和施工中,应通过改进节点构造、施工方法等措施尽量避免或降低摩擦问题对结构受力性能带来的不利影响.     

一种新型索膜结构——倒伞式可展膜结构的研究

对一种新型的张拉式索膜结构———倒伞式可展膜结构进行了这种新型结构的特点和它的设计过程,重点研究了它的找形分析过程;对找形原理进行了非线性有限元的理论推导。用ANSYS对一倒伞式膜结构进行了找形分析,对其中的一些重要问题进行了较深入的研究并提出了有实用价值的解决方案,最后得出了主要结论并提出了待解决的问题。     

索膜结构的Ansys分析方法

索膜结构找形可以通过提升初始状态的指定点到指定位置的方法进行。在这个过程中小弹性模量理论得到了应用 ,最后真实的材料弹性模量必须能够重新赋予结构 ,以克服目前普遍应用小弹性模量不能恢复弹性模量真实值的不足。考虑到目前有限元通用程序的广泛使用 ,着重研究了这一方法在Ansys上的实现过程 ,为使用Ansys进行索膜结构设计提供了理论解释     

弦支结构施工技术研究

弦支结构体系越来越多地应用于重要的公共建筑中,但目前国内外对弦支结构的施工技术方面的系统研究较少。对平面型弦支结构、可分解的空间型弦支结构和不可分解的空间型弦支结构的施工技术分别进行分析和总结,从索的张拉方式、钢结构的安装等施工技术方面进行较为深入的探讨,并指出不同类别结构的施工技术需注意和待研究的问题。     

新式CT型索结构的研究

ＣＴ型（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ－Ｔｅｎｓｅｇｒｉｔｙ）索结构（简称ＣＴ结构）是在研究了张拉整体（Ｔｅｎｓｅｇｒｉｔｙ）结构（简称Ｔ结构）优缺点的基础上开发的一种新型索结构。它保留了Ｔ结构的优点,结构效率高于Ｔ结构,材料用量低于Ｔ结构,节点构造易实现,施工方法简单,屋面系统选型范围宽,造价较低。此结构属线性时不变系统。力学分析和结构设计较方便,是一种值得推广的结构形式。     

滑移隔震结构的动力特性及地震反应

提出了既能正确反映摩擦力特性又便于编程的连续型指数摩擦力模型;利用Poincare映射法研究地面谐运动下滑移隔震结构的周期响应,并发现结构将表现为对称性破裂分叉、振幅跳跃、基底爬行等非线性特征;利用高精度的精细时程积分法,计算滑移隔震结构的地震响应,绘制了上部结构动力系数反应谱和基底最大滑移量反应谱;对计算实例的分析发现,地震作用下滑移隔震结构的层间最大剪力和最大绝对加速度反应分布较一般传统结构有很大区别.     

弦支网架结构体系概念及特性研究

网架结构是较为常见的一种空间结构形式。在传统的预应力网架结构的基础上,引入张拉整体思想,形成建筑效果美观的弦支网架结构。按照网架结构的常用类别定义,给出弦支网架结构的分类形式。对比研究网架结构和弦支网架结构自身的基本特性,提出弦支抽空型网架结构的概念,并对其进行静动力性能分析。结合工程实例,介绍弦支抽空型网架结构的特点和应用情况。     

江苏信息大厦玻璃幕墙索支承体系静动力性能分析

点支式玻璃幕墙鱼腹式索桁架结构由于其轻盈、通透的特点得到了广泛的应用,其一般都是对称支承布置,当结构由对称支承变为非对称支承时,由于其抵抗不对称变形的能力较弱,结构的力学性能会发生较大的改变,需要作进一步的探讨。为此结合江苏信息大厦玻璃幕墙鱼腹式索桁架工程,采用了模型试验和理论分析的方法,对该鱼腹式索桁架结构在非对称支承条件下静动力性能进行了研究,并得到可供设计参考的风振系数建议值。     

斜拉索的参数振动

对斜拉桥拉索的参数振动问题建立了非线性力学模型 ,并进行了数值计算分析。指出了拉索参数振动的可能性 ,并对其特征进行了研究。对桥面振动而导致的拉索振动提出了一种新的抑振装置 ,计算结果表明具有较好的减振效果     

封闭式组合屋面膜结构找形分析研究

应用有限元程序ANSYS对郑州大学西亚斯国际学院篮球馆组合屋面膜结构进行找形分析,确定满足建筑初步设计造型要求的膜的形状,且膜上的应力分布比较均匀。通过对封闭式组合屋面膜结构的找形分析,探讨此类膜结构找形过程中单元划分、边界处理、弹性模量取值等处理方法,提高找形效率。在考虑支承体系对找形结果影响的基础上,进行协同找形分析,对比说明协同找形分析的必要性。