上海科技馆网壳结构分析

针对上海科技馆中部大堂的巨型椭球体网壳结构 ,介绍了网壳结构的选型 ,并比较了在刚接、铰接和弹性支承条件下 ,钢、铝网壳结构方案在竖向荷载、温度荷载、地震作用下的受力特性。为网壳结构非线性分析提供了依据     

空间网壳结构的节点-构件阻尼模型研究

目前尽管对已有的阻尼模型进行了大量研究,然而,经典黏性阻尼模型会过高估计阻尼力,无法真实地描述结构内未知的非线性的能量耗散,而非黏性阻尼模型应用于工程实践还存在诸多问题。针对网壳结构中的阻尼源,提出一种节点-构件阻尼模型,在节点处考虑节点与构件之间的摩擦阻尼效应,而构件的材料阻尼则认为与应力水平有关。以单层大跨空间网壳为例,对地震荷载作用下网壳结构的材料阻尼比进行评价,研究了不同阻尼模型对结构动力需求的影响。研究表明:1当材料能量耗散公式中的指数n取2.4时,该结构的平均材料阻尼比大约为0.45%~0.5%;2不同阻尼模型对网壳结构的动力需求、稳定性等参数影响显著,合适的阻尼模型的选择是对结构进行合理的抗震性能评估的前提条件,然而,在工程结构的动力分析中,这一事实往往被忽视;3提出的节点-构件阻尼模型的能量耗散主要依赖于材料的塑形变形能,从而在一定程度上消除了Rayleigh阻尼模型会过高估计结构内黏性阻尼力的缺陷。提出的这种阻尼模型,也可应用于其他形式的建筑结构体系(如平面网架)和建筑结构具有非比例黏性阻尼的情况。     

粘弹性阻尼材料支座在网壳结构减震控制中性能研究

空间网壳结构在强震作用下支座容易受损，而支座破坏后会引起网壳结构的整体坍塌，其后果是网壳结构中橡胶支座得到了广泛的应用。粘弹性阻力材料的力学性能与橡胶支座采用的胶料相近，而粘弹性阻尼材料比普通橡胶材料具有更高的阻尼耗能能力，故将胶料改进粘弹性阻尼材料是可行的。本从支座隔震的角度对网壳结构的动力性能进行了探讨，并将粘弹支座取代传统的橡胶支座，提出了针对这种支座的计算，并运用时程分析法对其受力性能进     

板锥网壳结构的抗风分析

板锥网壳结构是由薄板及钢管组合而成的一种轻质高强、技术经济效益良好的新型空间结构.本文应用谐波法模拟板锥网壳结构所受风荷载,并研究其风致响应特性.根据板锥网壳结构特点,基于CFD方法,采用数值风洞技术模拟结构周围风压变化,得到了板锥网壳结构的风荷载体型系数,并和荷载规范推荐的常规网壳结构的风荷载体型系数进行了比较.采用结构通用分析软件,通过模拟结构周围风压变化,对板锥网壳结构进行了风振响应时程分析,并对不同材料的板锥网壳结构风振响应分析结果进行了对比.为板锥网壳结构的抗风设计提供理论依据,得到了一些可应用于工程实际的重要结论.     

球面网壳结构的减振分析

近年来,网壳结构体系由于造型美观,受力合理,而得到了广泛的应用。但其自重轻、柔性大、阻尼小,对风荷载比较敏感。通过一个单层K6型球面网壳结构ANSYS模型,分析了设置粘滞阻尼器对结构风振响应的改善作用,并比较了径向、环向多种设置方法的优劣性。通过合理地设置粘滞阻尼器,能够有效降低结构的风振响应。     

非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响

以某大跨度非规则单层网壳为研究背景,应用ANSYS通用有限元分析软件对网壳结构进行了建模并重点模拟了风荷载、雪荷载、温度效应等多种非对称荷载作用,进行了静力分析、特征值屈曲分析以及非线性稳定分析。得到了网壳结构在15种典型荷载组合下的内力、位移结果,分析了非对称荷载对网壳结构静力性能的影响;考虑了几何非线性、材料非线性、初始缺陷,得到了网壳结构在非对称荷载作用下的稳定系数,分析了非对称荷载对网壳结构稳定性能的影响。强调指出非对称荷载作用在大跨度单层网壳结构设计中的重要性,为大跨度非规则单层网壳设计提供参考。     

预应力局部单双层浅网壳结构的几何非线性稳定分析

应用几何非线性有限元法，对不同形式的预应力局部单双层浅网壳结构在受全跨表面荷载作用时的整体稳定性进行分析．分析考虑了非对称分布荷载作用的情况．计算表明，结构在全跨表面荷载作用时，对称加载所对应的临界荷载不一定是结构的最小临界荷载．在采用相同橡胶垫支座的情况下，预应力可以略微提高结构的临界荷载，但结构的临界荷载仍小于固定铰接支承的非预应力浅网壳结构．     

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.     

局部双层网壳结构的减震设计分析

对增设粘滞阻尼器的局部双层网壳结构进行减振分析,探讨了阻尼器位置、数量、阻尼系数等不同参数对局部双层网壳结构减振性能的影响,分析了不同参数阻尼器的减振效果.计算分析表明:结构阻尼单元的阻尼系数越大,结构的减振效果越好;设置的阻尼器数量越多,结构减振效果越好;对于局部双层球壳结构,斜向设置粘滞阻尼器的效果最佳.     

穹顶结构对储罐承载力影响分析

本文以某16万方LNG储罐设计为例,利用大型有限元软件ANSYS,分别建立考虑带肋式网壳结构、不考虑带肋式网壳结构的两种钢筋混凝土外罐模型,并以结构自重、活荷载、风荷载、预应力荷载及地震荷载为主要输入荷载进行有限元计算分析。提出带肋式网壳结构及预应力钢筋混凝土外罐设计相关建议。     

初始缺陷对网壳结构动力稳定性能的影响

本文袭用静力稳定分析中的“一致缺陷模态法”,并将李雅普诺夫运动稳定理论引入结构分析,通过两个典型算例,检查了单层网壳结构在简谐荷载、阶跃荷载及三角形脉冲荷载作用下,初始缺陷对其动力稳定性能的影响.     

长期荷载作用对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究

基于ACI (1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,本文提出一种适合于长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形的计算方法 ,理论结果和试验结果基本吻合。在此基础上 ,分析了加载龄期、持荷时间、轴压比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级和荷载偏心率等因素对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形性能的影响规律。考虑长期荷载作用的影响 ,本文利用数值方法成功地计算出圆钢管混凝土构件的承载力 ,理论计算结果和试验结果吻合良好。最后 ,在系统分析长细比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级、荷载偏心率等因素影响的基础上 ,提出长期荷载作用对圆钢管混凝土构件承载力影响系数的计算方法 ,     

钢结构屋顶承板的稳定性分析

采用有限元方法对钢结构屋顶承板进行承载力的稳定性分析。计算屋顶承板结构模型的总体刚度矩阵时考虑结构的几何效应,以载荷增量法逐渐对结构增加载荷,求出载荷与结构变形的关系,并由总体刚度矩阵来判定是否为奇异矩阵,进而计算出弹性屈曲载荷。将有限元计算结果与试验结果进行比较,通过分析发现有限元分析所得屈曲载荷值与在试验中获得的屈曲载荷值很相似,误差在9%以内。     

波形扰动静水压力对圆环平面内稳定性的影响

针对波形扰动静水压力作用下圆环的稳定性问题,采用傅里叶级数逼近圆环平衡微分方程的解,分别求得圆环反对称屈曲、对称屈曲时的临界荷载系数.结果表明:波形扰动荷载参数会引起临界荷载系数的显著变化,最大降幅可达34.0%.     

轻钢结构承载能力设计中分项系数的确定

针对对可变荷载敏感的轻钢结构,应用现行规范中计算目标可靠度的校准法,主要考虑风荷载和雪荷载与恒荷载的简单组合,分别计算分析了轴心受拉、轴心受压和偏心受压三种构件的荷载和抗力分项系数,给出确保现行目标可靠度的分项系数的建议值,对轻钢结构的设计具有一定的指导意义。     

桩顶竖向荷载对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响

为了更全面地研究桩的破坏性状,本模拟对加载方式进行考究。研究竖向力与水平力间的相互作用对混凝土扩盘桩的性状影响。本文通过有限元分析对模型桩施加不同大小的竖向力,然后保持竖向荷载不变,逐级施加水平荷载直至桩顶产生较大位移,并通过对数据的比较分析,进一步研究竖向荷载的施加对混凝土扩盘桩水平承载性状的影响。     

地面堆载对临近地铁盾构隧道影响的研究综述

随着城市地铁规模不断扩大,地铁隧道临近区域经常会发生地面堆载的现象.地面堆载会引起隧道发生一定的纵向和横向变形,当地面堆载过大时甚至会导致地铁隧道衬砌管片发生破坏、管片之间接口处缝隙增大、连接管片之间的螺栓发生失效等现象.根据现有研究成果,到目前为止学者们关于地面堆载对隧道影响的内容可以总结成以下四个部分:纵向受力和变...     

圆柱体横向劈拉测定混凝土抗拉强度方法的研究

采用有限元的方法计算分析了混凝土圆柱体在受横向均匀线荷载和非均匀线荷载时其横截面上的应力状况。结果显示,在横向均匀线荷载和非均匀线荷载作用时,圆柱体横截面90%以上的面积为拉应力,且拉应力大小相对比较均匀。经试验证明,混凝土圆柱体的横劈名义强度与混凝土的抗压强度、立方体及圆柱体纵劈强度有很好的相关性,尤其当压具圆心角为90°时,上述关系更为理想。因此,理论分析与试验结果都表明,可以采用横劈的方法得到混凝土的强度。     

在役土木工程结构薄弱处分析

在役土木工程建筑一旦发生倒塌等灾难性事故会对人民生命财产及社会稳定造成极大影响。为了避免发生此类重大安全事故,需要及时发现事故萌芽并给予处理。在分析在役土木工程结构事故的各种原因及其损伤演化过程的基础上,提出在役土木工程结构薄弱处的概念,该薄弱处是指受环境侵蚀、材料老化、荷载变化等因素的影响,在役土木工程结构中最先发生破坏的构件或构件中的某一位置。对结构薄弱处的分析宜采用分析结构中各处的承载力下降及结构中各处荷载效应的增加相结合的方法,通过比较获得结构中各处抗力与荷载效应最为接近的地方,即结构薄弱处。最后,总结了在役土木工程结构薄弱处分析研究的发展方向机亟待解决的关键技术问题。     

荷载比对管桁架节点临界温度的影响

用大型有限元分析程序ANSYS对不同荷载比下圆管桁架T形节点的临界温度进行了分析,分析计算时充分考虑了高温引起的材料非线性和几何非线性,其中钢材力学和物理性能参数随温度的降低系数按照欧洲规范(Eurocode3)采用。首先进行了节点模型在常温下的极限承载力计算,并将计算结果与我国现行规范方法的计算结果进行比较,验证了所采用ANSYS计算方法的正确性,然后把不同比例的常温极限荷载作为恒定的外荷载施加在节点上,分别计算其临界温度。通过分析得出不同荷载比下节点的临界温度和最大位移,并定量给出节点临界温度随荷载比的增加而降低的趋势和变化规律,总结了节点荷载比及相应临界温度近似线性的相关关系。