FAST反射面单元在索网变位中的碰撞分析

500 m口径球面射电望远镜采用柔性索网作为反射面支撑结构,反射面单元通过专用机构与索网连接,促动器连接下拉索控制索网,实现主动变位。在变位中,反射面单元要自适应于索网的各种变化,同时避免发生碰撞。为了给变位整体运行提供冗余保障,得出反射面单元碰撞分析基本机理及准则,基于索网与反射面单元的结构关系,将反射面单元的碰撞分析转化为对应主索单元的应力分析。通过设定条件下主索单元应力计算方法,对相关反射面单元碰撞问题进行分析。提出了正常变位情况下判别反射面单元碰撞的基本准则。通过计算变位后主索应力变化,提出分析判断正常变位反射面单元碰撞的方法,并提供了分析算例与结果。一定程度初步说明了正常变位条件下索网及反射面变位的合理性。     

巨型望远镜(FAST)反射面结构健康监测系统

为了保证结构安全性和实用性,研究并设计了500 m口径球冠状射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)反射面结构健康监测系统.针对其结构特点以及反射面特殊的主动变位工作状态,提出系统总体设计方案,研究了传感器与数据采集子系统,对传感器进行选型和测点优化布置,优化配置数据采集硬件系统并运用LabVIEW开发了专用数据采集软件系统;开发了数据管理子系统,采用SQL Server建立中心数据库,采用Delphi设计了数据管理操作界面;以Delphi为核心程序建立系统集成平台;提出了有效、适用的结构安全评定和预警方法.大部分系统功能已在FAST 30 m缩尺模型结构试验中成功应用.     

巨型望远镜(FAST)反射面结构健康监测系统

为了保证结构安全性和实用性,研究并设计了500 m口径球冠状射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)反射面结构健康监测系统.针对其结构特点以及反射面特殊的主动变位工作状态,提出系统总体设计方案,研究了传感器与数据采集子系统,对传感器进行选型和测点优化布置,优化配置数据采集硬件系统并运用LabVIEW开发了专用数据采集软件系统;开发了数据管理子系统,采用SQL Server建立中心数据库,采用Delphi设计了数据管理操作界面;以Delphi为核心程序建立系统集成平台;提出了有效、适用的结构安全评定和预警方法.大部分系统功能已在FAST 30 m缩尺模型结构试验中成功应用.     

大跨索网结构风振系数分析

大跨索网结构广泛应用于工程实际,该结构的风振系数是结构抗风设计的重要参数。本文以双曲抛物面椭圆平面索网结构为研究对象,通过三维有限元风振响应时程分析,得到了索网结构在不同矢跨比、阻尼比下的风振响应特点和风振系数的变化规律,由此给出一些有意义的结果和结论。     

点支幕墙索桁架支承体系初始态找形分析

初始预应力分布计算是索桁架初始态找形的重要内容。给出了索桁架的初始态平衡方程,提出了一种求解索桁架体系初始预应力分布的线性化方法,并编制了相应的电算分析程序。该方法是以结构的预应力分布为未知量,而结构的几何外形由设计者给定。算例表明提出的方法是可行的、实用的。该方法计算简单,易于被工程设计人员采用。     

点支幕墙索桁架支承体系初始态找形分析

初始预应力分布计算是索桁架初始态找形的重要内容。给出了索桁架的初始态平衡方程,提出了一种求解索桁架体系初始预应力分布的线性化方法,并编制了相应的电算分析程序。该方法是以结构的预应力分布为未知量,而结构的几何外形由设计者给定。算例表明提出的方法是可行的、实用的。该方法计算简单,易于被工程设计人员采用。     

预应力索网抑制屈曲钢板剪力墙力学性能分析

为解决薄钢板剪力墙受力上的缺陷,提出一种预应力索网抑制屈曲薄钢板剪力墙(CN-SPSW),它的工作原理为在钢板两侧交错布置预应力拉索,由拉索内预应力产生的回复力约束钢板面外变形.利用ABAQUS对单层单跨预应力索网抑制屈曲钢板剪力墙的抗剪性能进行数值模拟,分析在水平方向低周往复加载作用下,构件的抗剪性能及耗能能力.研究表明:索网为柔性约束,抑制较厚钢板的面外变形效果较弱,但对于大宽厚比的钢板剪力墙,预应力索网抑制构件的存在仍可显著减少钢板面外变形.针对宽厚比λ=1 000的CN-SPSW,相较于同尺寸的钢板剪力墙,其峰值承载力提高18%,耗能能力提高47%.参数分析表明索网抑制构件宜用于宽厚比λ大于600的钢板剪力墙中.     

柔性边界索网结构受力分析

提出一种以双向多跨连续,柱间以索桁架连接的柔性边界索网结构,并结合天津一汽成品车停放场悬索工程,运用通用有限元分析软件ANSYS对其进行非线性有限元分析,并与一般边界为刚性的索网结构受力性能进行了比较。索桁架作为结构的柱间支承,在保证其预应力情况下, 有足够的刚度承担竖向荷载以保证其结构的稳定,结构的索桁架和索网能够很好地协同工作;在经济性能有很大的优势,使结构耗钢量比单跨刚性边界索网结构有较大的降低。分析结果表明柔性边界索网结构是一种理想的新型结构形式。     

单层平面索网幕墙结构非线性分析

针对单层平面索网幕墙结构静力分析的特点,提出了二节点直线杆单元有限元模型。建立了非线性有限元基本方程,利用Newton—Raphson法进行计算,编写了相应的有限元程序。结合实例对索网结构的位移和应力进行了计算分析,并与ANSYS软件计算结果进行了对比,二者吻合较好。分析结果表明此单元模型有较好的精度,能适用于单层平面索网幕墙结构的非线性分析。     

非线性有限元法分析张拉整体结构初始形态

目的确定自应力平衡的张拉整体结构的初始形态,明确几何和预应力态的选取原则.方法利用力法和位移法原理,针对张拉整体结构的初始平衡形态建立非线性有限元基本方程,并编写其初始形态分析程序.结果结合张拉整体结构的刚度特点,解决了程序迭代计算的收敛性问题.并应用初始形态分析程序计算确定了张拉整体三棱柱的初始形态.结论基于虚功原理迭代方程编写的初始形态分析程序可以有效确定张拉整体结构的初始形态.通过算例分析提出了张拉整体单体给定预应力态及初始几何选取的合理建议.     

主被动复合支护结构的协同工作机制研究

为进一步研究主被动复合支护结构的协同工作机制,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,分析施工过程中土压力在土钉与预应力锚杆之间的分配规律,总结不同支护机理构件间的协同工作机制.采用改进的增量法逐层计算施工过程中的水平位移,建立主被动复合支护结构的变形计算理论,并考虑施工过程中的各种影响因素.研究结果表明,预应力锚杆设置两层满足优化设计理论,邻近位置的土钉受预应力锚杆的影响较大,应用改进的增量法计算坑壁水平位移简单方便可靠.     

预应力索梁结构体系的ANSYS分析

笔者利用有限元分析软件ANSYS,建立几何模型,对预应力索梁结构体系的受力情况和板的变形情况进行分析.通过对板厚不变、索的布置逐渐增加的情况下的应力应变图之间的对比,得出相应情况下梁的工作机理.     

锚杆设计参数对拉锚式支护结构水平位移的影响

利用FLAC3D商业软件对基坑工程拉锚式支护结构的锚杆设计参数(锚杆长度、锚杆倾角及锚杆刚度)对支护结构水平位移的影响进行了数值模拟.模拟结果表明:随着锚杆长度增加,最大水平位移减小,锚杆长度控制在1.5～2.0倍开挖深度之间为宜;锚杆倾角在15～30°之间对最大水平位移的影响不大;锚杆刚度在18.75GPa左右比较合适.     

基坑支护设计中水土压力的计算分析

基坑支护设计中,水土压力计算存在着"分算"与"合算"两种方法的分歧。本文基于有效应力原理,从计算方法和水土相互作用机理方面对两种计算方法进行分析,最后推荐了一种计算水土压力的通用方法。     

复合材料格栅反射器结构热变形及精度分析

为满足卫星通信领域反射器高精度和轻量化的要求,以某地球同步轨道气象卫星反射器为应用背景,采用ABAQUS有限元模拟复合材料反射器的热变形并运用最小二乘拟合原理计算其型面精度RMS值,利用M55碳纤维复合材料层合板面内热膨胀系数较小的特性设计出全复合材料格栅反射器结构.在相同工况的条件下,采用工业近景三维测量方法对格栅反射器结构进行热变形实验测试,利用工作面变形的均方根RMS值来表征型面精度,并将测试值与模拟值进行比对发现两者吻合较好.最后对格栅结构反射器的装配误差,粘接方式,胶层厚度,蒙皮和筋条的铺层角度等影响型面精度RMS值的因素进行计算分析,结果表明:粘接方式和胶层厚度是影响全复合材料格栅反射器型面精度的最主要因素,并且蒙皮与格栅结构的胶接更宜采用点粘方式,同时随着胶层厚度和装配误差的增大,型面精度呈现非线性的增长趋势.在相同工况、相同宏观结构尺寸的前提下,与碳纤维铝蜂窝夹层结构反射器结构相比,全复合材料格栅结构反射器的型面精度仅为0.455μm,型面精度提高了一个数量级,为高精度深空探测和信号传输提供了可靠设计方案.     

宋式木构屋盖自重及材份制相似关系

依据宋代《营造法式》,设计了4种试验用宋式木构足尺及比例模型并确定了相应的屋盖形式;因屋面瓦和铺衬在雨雪天吸水而使屋盖重量加大,提出了考虑使用期和施工期不同工况计算屋盖重量;分析了《营造法式》中黄松与华北落叶松的关系,引入应县木塔柱轴力并与实际计算的屋盖重量对比,初步推定了《营造法式》中各材等间按照确定的相似准则在荷载效应上存在对应关系。结果可为计算宋式类似木构屋盖重量提供借鉴,为进一步探索材份制中的相似关系和木结构模型相似系数提供参考。     

预应力混凝土结构长期损失若干计算方法的分析比较

定性分析了国内外几本主要规范、规程和建议中关于预应力长期损失的计算方法,将其分为两类,推导了第一类方法的理论基础－－龄期调整的有效模量法,详细报第一类计算方法中各系数的取值,并以两根预应力混凝土梁为例对各方法的计算结果进行了定量分析,最后对我国预应力长期损失计算方法提出了改进建议。