同时考虑构件刚度和预应力的索网结构刚度优化

同时以单元轴向线刚度和力密度为设计变量,提出一种结构整体刚度的优化方法,使索网在特定荷载作用下能够满足多点位移限值的约束条件.针对索网结构的切线刚度矩阵,建立了以上两类设计变量分别与结构线弹性刚度和几何刚度的解析关系式.不考虑外荷载变化,推导了两类设计变量与结构位移的近似增量关系,并给出其灵敏度矩阵的解析表达式.针对给定荷载下的索网多点变形约束条件,借助灵敏度矩阵的特征空间性质,提出了一种结构刚度优化的数值策略,并指出优化设计变量与目标位移间存在的效率评价问题.以一个梯形平面马鞍形索网为算例,利用该方法对结构刚度进行优化以使索网在给定荷载下能够满足预先设定的位移场限值要求.计算结果不仅验证了算法的有效性,也反映出进行优化结果的效率评价是必要的.     

单向索的索端弹簧刚度和索截面估算方法

为了得到弹簧刚度和索截面面积的估算方法,针对含索端弹簧的单向单层索网幕墙的受力特点,引入两个假定,并利用结构力学原理,推导得到其工作状态下的内力、挠度的求解算式。结合索端弹簧刚度减小,会引起索中轴力减小和跨中挠度增大的特点,综合考虑相关规范的规定,推导得出3种不同情况下的索端弹簧刚度及索截面的快速计算式,并且总结了索端弹簧刚度、外荷载、索长对索截面、索初应变取值的影响规律。     

单层索网支撑体系的有限元分析

文章简要概述了单层索网支撑体系的特性。根据索单元的有限元分析理论,采用ANSYS对单层索网体系进行分析,考察预应力对单层索网体系性能的影响。     

花瓣状弹簧弹性刚度的计算方法

本文应用能量原理和座标交换方法对花瓣状弹簧的线弹性刚度特性进行了详细的分析，建立了柔度和刚度矩阵表达式以及计算刚度系数的图表，文中所得的结果可应用于基础隔震体系的设计。     

金属拱型波纹屋面等效弹簧刚度分析

金属拱型波纹屋面是一种新型空间薄壁钢结构。针对其受力、变形特点 ,推出了其等效弹簧刚度公式 ,分析了屋面各结构参数对屋面等效弹簧刚度的影响 ,为下部结构设计提供了依据。并编制了一便于工程设计的Windows图形界面。     

不同矢高鞍形索网受力性能分析

介绍了索网结构体系的特点,并对不同矢高下,面荷载改变时索网结构受力性能进行了分析,得出影响索网结构的刚度关键因素,以供实际操作时参考。     

索网结构对主体结构动力特性的影响

采用子空间迭代法,结合工程实例,对索网次结构对主体结构自振特性的影响进行了计算分析,研究了主体结构的频率分布特性以及索网预应力、玻璃及索连接件的质量等结构参数对自振特性的影响。此外,还考虑了几何非线性对结构应力刚度的影响,考虑位形修正进行了模态分析。最后,采用振型分解反应谱法进行了结构模型的多遇地震响应分析。研究结果表明:玻璃及索连接件的质量对主体结构频率影响较大,整体结构振型表现为主体结构振型加索网局部振型;主体结构代替整体结构通过振型分解反应谱法进行地震效应分析时,结构地震效应降低。     

点式幕墙索网支承体系承载性能研究

对点式幕墙索网支承体系进行了静力分析。对影响点式幕墙索网支承体系承载性能的几个因素进行了分析:结构形式、索的断面积、预应力。分析了预应力在不同支承体系承载性能中的作用,提出了把预应力与因应变产生的应力分开考虑的方法,并对点式幕墙支承体系进行了实体构件实验,实测值与计算值符合较好。     

椭圆双曲抛物面索—拱体系与索网结构静力性能的比较分析

本文利用几何非线性混合体系有限元程序对椭圆双曲抛物面预应力索—拱体系与相应索网结构进行了静力性能分析比较,表明了索—拱体系能有效地克服索网结构存在的弱点,较之索网结构优越。     

不同索元模式对索网结构受力分析的影响

在索网结构中当索元承受均布荷载时 ,采用两节点直线元和五节点曲线元进行结构受力分析 ,对这两种有限元模式对结构计算结果的影响作一个定量研究 ,并得出一些结论。     

水平荷载作用下点支式玻璃建筑单层索网体系的变形性能分析

单层索网幕墙是一种新型的点支式柔性玻璃幕墙体系,因其具有通透性好、轻盈美观和施工灵活等特点得到广泛应用。但是在设计分析时需要考虑预应力和几何非线性大变形的影响,难度有所增加。参照北京新保利大厦二期工程单层索网玻璃幕墙,于清华大学结构工程实验室建立了1：10比例的试验模型。本文采用有限元分析软件ANSYS对含主次索的复杂单层索网模型在水平荷载作用下的变形性能进行分析,并比较预应力和玻璃刚度的影响。通过有限元分析结果和试验数据的对比,验证有限元计算方法和结果的可靠性,为实际工程设计提供依据。     

财富中心大堂单层索网的设计及预应力控制技术

单层索网幕墙具有通透的建筑效果,同时设计过程较为复杂,对周边支承结构也提出了较高的要求。结合财富中心单层索网幕墙结构设计,研究了具有较柔边框的双向受力索网幕墙体系的设计和倒拆法施工方案。对结构模型的选取、荷载工况的组合和单层索网的预应力张拉设计进行了深入研究。预应力施工张拉方案分别按索内力设计值的50%,80%,100%进行,设计方法是方便有效的。     

新型钢绞线拉索几何抗弯刚度试验研究

采用频率法对36根高钒索和不锈钢索进行了几何抗弯刚度试验,测得在3种预应力工况下3种直径高钒索和不锈钢索的各阶自振固有频率,然后提出基于Bernoulli-Euler理论的几何抗弯刚度迭代求解方法,识别计算出2种拉索的几何抗弯刚度.结果表明:随着拉索直径的增大,拉索几何抗弯刚度与全截面抗弯刚度的比值α逐渐降低,并拟合得到了α与拉索直径的函数关系.     

索网结构中主次索连接节点构造研究

介绍了索网结构中主次索之间的连接节点形式,并根据国内工程实践中常用的外包PE的半平行钢索的应用情况提出了有针对性的构造上的改进,同时结合工程实例进行了讨论。     

浅析单层索网玻璃幕墙的设计与施工

本文对一个典型的单索幕墙工程进行了受力分析与施工过程的介绍,希望对以后类似工程设计施工提供技术资料和参考。     

桅杆纤绳等效非线性弹簧模型

桅杆结构计算模型的建立要考虑多种因素的影响,纤绳是其中的关键之一。纤绳的弦向变形和弦向张力不成正比,具有几何非线性的特点。文中在纤绳模型解析式的基础上,得到了其非线性弹性刚度,在此基础上,采用由解析式数值拟合的方法,得出了纤绳等效非线性弹簧模型。数值仿真表明,采用文中的方法进行纤绳的计算,可以满足工程应用的要求。     

预应力鞍形索网屋盖工程施工工艺研究

介绍泰州师范学校体育馆菱形平面鞍形索网屋盖结构施工工艺,包括锚夹具设计、边梁立模放线、索孔预埋钢管制作及安装、箱形边梁混凝土浇筑、钢索制作及安装、索网张拉以及屋面施工工艺等。     

基于新型索单元模型理论的索网结构初始形态分析及静力分析

针对大型空间结构索网分析中两个核心问题——索网结构的初始形态分析和受力分析,本文基于文献[1]提出的四节点等参曲线索单元模型理论,进行索网的初始形态分析和静力分析,编制相应的计算程序进行了实例计算,并和大型通用有限元分析软件ANSYS计算结果进行对比,证明了该理论的正确性和适用性,为这种新型的等参元模型理论在索网结构全过程分析应用中的推广提供了有力的依据。     

基于新型索单元模型理论的索网结构初始形态分析及静力分析

针对大型空间结构索网分析中两个核心问题——索网结构的初始形态分析和受力分析．本文基于文献提出的四节点等参曲线索单元模型理论．进行索网的初始形态分析和静力分析．编制相应的计算程序进行了实例计算．并和大型通用有限元分析软件ANSYS计算结果进行对比．证明了该理论的正确性和适用性．为这种新型的等参元模型理论在索网结构全过程分析应用中的推广提供了有力的依据．