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。     

预应力双层柱面网壳结构的布索方案研究

预应力双层柱面网壳结构是将现代预应力技术引入双层柱面网壳当中,使网壳产生与荷载作用方向相反的位移,从而提高结构承载力,改善结构不合理受力的结构体系.目前,对于球面网壳、单层柱面网壳结构的研究已经日趋完善,而双层柱面网壳结构,尤其是预应力双层柱面网壳结构的研究相对较少.因此,选取大跨度的双层柱面网壳结构,利用有限元法,选择对结构受力有利的4种布索方案,结合3种荷载工况,并考虑结构矢跨比、网壳跨度、网壳厚度进行对比分析.     

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.     

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.     

单层预应力网格钢结构稳定性研究

某单层预应力网格幕墙钢结构由形似花瓣的5个独立的外加预应力索网的椭球形单层网格杆系结构组成，每根竖杆均为一通长连续构件，而横杆则与竖杆铰接，形成一组特殊的单层网壳结构。钢网壳内侧通过连杆铰支于内部混凝土结构上，外侧为预应力索网。此网格结构并非作为屋盖水平放置。而是作为玻璃幕墙的支承结构垂直放置，其连接与支承方式均不同于常规的单层网壳。本文深入探讨这类型特殊网壳的稳定性态和特征，对类型该结构的线性稳定，完善结构非线性稳定，有初始缺陷结构非线性稳定和弹塑性稳定进行分析，得出几点有益的结论，为该类型网壳结构的设计提供数据资料和依据。     

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...     

一种预应力单层折面网壳结构的试验研究

单层折面网壳是近年来新兴起的一种由三角形折面网格组成、外形如宝石群或宝石晶体的单层网壳结构。为改善单层折面网壳的受力性能、提高结构刚度、优化结构设计,可在其基本结构体系的基础上增设若干道预应力环索。以铰接B6,8型单层折面网壳为例,通过模型静载试验验证了理论分析的可靠性,对比分析了结构施加预应力前后的受力性能,并在施工张拉模拟试验的基础上给出了合理可行的张拉施工方法。     

后张拉预应力成形鞍形网壳的成形试验研究

本文介绍了一种新型预应力网壳--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.试验结果表明,施加较小的预应力,网架即由平面成为马鞍形曲面.马鞍形的形成主要是上弦杆的弯曲变形所致.     

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。     

我国大跨度空间钢结构的发展与展望

本文阐述了我国大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况,这些空间钢结构包括有大跨度大面积网架结构、大跨度大悬臂网壳结构、组合网架结构、组合网壳结构、预应力网架与网壳结构、斜拉网架与网壳结构、铝合金或不锈钢等材料的网架与网壳结构、特种网架与网壳结构等。最后,本文展望了二十一世纪的大跨度空间钢结构。     

张悬网壳技术

张悬网壳结构是由单层同壳，圆周和放射方向的拉索及连接拉索和网壳之间的支杆组成（图1）。圆周和放射方向拉索来源于张力组合体系。开发者的意图之一是，用放射拉索平衡网壳的推力从而减小甚至抵消网壳的圆周杆件的内力（可是，圆周杆件未被去掉）。其意图之二是，以拉索补强单层网壳提高失稳破坏荷重。由于拉索的采用需要在结构内加预应力。网壳可视为‘刚’结构，单层网壳结构存在着失稳破坏问题。拉索结构可视为‘柔’结构，变位较大。张悬网壳结构以拉索补强单层网壳结构从而自成一体。目前，张悬网壳的建筑实例均属中小型体育馆（跨…     

肋环四撑杆型大开口弦支网壳体育场罩篷结构形态分析及优化设计

为从结构体系层面改善大跨度屋盖结构受力性能和经济性，提出一种肋环四撑杆型大开口弦支网壳的结构形式，可应用于大跨度体育场环形罩篷结构。与常规的弦支网壳不同，该结构的下弦节点设置四根撑杆，提高了整体结构的稳定性；且上弦层网格可采用铰接节点，减少环索和斜索的用量，预应力张拉施工便捷。区别于多撑杆类索穹顶，该结构上弦不采用索系而采用杆系，使造价经济，且便于铺设刚性屋面。针对该大开口弦支网壳，根据节点平衡方程，推导出了预应力态索杆内力一般性计算公式，分析了弦支网壳预张力分布随几何参数的变化规律。以跨度200 m的大开口体育场罩篷为例，通过全局敏感性及相关性分析，揭示了该弦支网壳整体刚度的主要影响因素为几何参数，而预张力仅起到维持局部稳定和预起拱的作用。基于两种改进遗传算法对该弦支网壳结构进行了优化设计与权衡分析，结果表明在满足稳定性前提下适当提高结构矢高和厚度，有利于改善结构刚度和经济性。最后对张拉施工和静力加载至整体失稳的全过程进行了模拟分析，表明该弦支网壳可高效利用上弦杆拉、压两端的截面强度，而施工阶段仍有必要引入临时支撑。     

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。     

预应力局部单双层扁网壳的参数分析与近似优化

预应力局部单、双层扁网壳具有较好的室内视觉效果和良好的经济性。其结构参数的确定属多级别优化问题,实施困难。为满足初步设计的需要,提出采用均匀设计法进行结构的参数分析与近似优化。它可利用现有软件来实现。作为算例,对一个柱支承预应力扁网壳进行了参数分析,得到了网壳用钢量、变形和极限荷载系数与三个主要设计参数(单层部分材料设计应力折减系数、单层部分范围和预应力值)之间的近似函数关系,并找出了满足规范要求的各参数之间的较理想的最优水平组合。设计检验说明了分析结果的可靠性。该方法可为解决类似优化问题提供参考。     

吕梁新城体育中心体育场大开孔单层网壳静力稳定性分析

吕梁新城体育中心体育场采用中部大开孔单层网壳,由于跨度与中部开孔较大,在静力作用下稳定问题较为突出。利用ABAQUS软件建立网壳整体模型进行非线性全过程分析,并选取初始几何缺陷与支座约束条件对网壳进行参数化分析,研究网壳结构稳定性能。分析结果得出工程所采用的大开孔单层网壳整体稳定性能良好,符合规范限值要求。     

新型预应力单层柱面网壳的静力特性和参数分析

利用大型有限元软件ANSYS建立了新型预应力单层柱面网壳结构的有限元模型,分析了特定初始参数下新型预应力单层柱面网壳结构在不同竖向荷载工况作用下矢跨比、撑杆高度等结构参数的变化对结构静力特性的影响,较深入地研究了结构大节点位移和大应力的变化规律,以供参考。     

某体育馆预应力网壳结构非线性分析

大型空间网壳结构设置预应力拉索的目的是减小支座处的水平推力,改善网壳的受力状态,提高网壳结构体系的整体刚度,以提高网壳的承载能力和稳定性。预应力设计是这类结构的关键技术之一。以ANSYS有限元软件为分析平台,详细介绍某体育馆工程有限元分析中探索出的强制性几何非线性分析方法和预应力的调整方法,并提出预应力的调整原则。该方法可为网壳结构预应力设计提供参考。     

单层叉简网壳的预应力研究

对拉索预应力单层叉筒网壳的非线性分析方法进行了深入的研究,采用有初始应变的拉索单元来引入预应力,可方便地进行预应力结构的非线性分析,拉索单元始终包含在结构模型中,分析准确而高效.本文提出了初始应变分析法与预应力结构的张拉锚固和使用各阶段的对应关系,即将预应力张拉锚固施工作为非线性分析的第一增量步处理,从而实现了连续的非线性分析.应用初始应变分析法,探讨了设置于支座间的预应力拉索和辐射状预应力拉索对单层叉筒网壳结构的作用.     

某体育馆预应力网壳结构非线性分析

大型空间网壳结构设置预应力拉索的目的是减小支座处的水平推力,改善网壳的受力状态,提高网壳结构体系的整体刚度,以提高网壳的承载能力和稳定性.预应力设计是这类结构的关键技术之一.以ANSYS有限元软件为分析平台,详细介绍某体育馆工程有限元分析中探索出的强制性几何非线性分析方法和预应力的调整方法,并提出预应力的调整原则.该方法可为网壳结构预应力设计提供参考.