折叠网壳结构的初步设计评述

基于折叠网壳的使用功能要求,系统综述了折叠网壳的各种结构形式、基本单元及节点种类,全面评述了折叠网壳结构初步设计中几何设计、结构选型、节点设计等步骤的设计方法及主要控制因素,为折叠网壳结构的设计奠定了理论基础。     

折叠结构体系及类型

基于广义分类学理论,对折叠结构体系进行了分类研究,建立了一套适合于折叠结构特点的分类体系,并分别对折叠结构体系中的杆系折叠结构、索杆系折叠结构和板式折叠结构的构成进行了分析。在此基础上,运用结构拓扑学原理对折叠结构体系进行了结构拓扑分析,建立了杆系折叠结构、索杆系折叠结构和板式折叠结构3种不同类型的结构几何稳定性的判别标准。结果表明,按照所提出的方法,解决了在进行折叠结构设计时靠经验来判别其几何稳定性的局限性,保证了折叠结构设计的安全性和合理性。     

基于几何折叠的折板空间自适应找形结构性能研究

本文归纳了基于几何折叠法的建筑形态生成方式,并根据折叠算法编程,通过Grasshopper软件平台进行折叠形态模拟,以结构性能参数作为优化目标,得出最合理的空间状态,呈现出从折叠算法到折叠形态结构模拟优化的流程,以期为折叠空间形态优化设计提供参考。     

可展开折叠式空间结构模型试验研究

本文对可展开折叠式空间结构进行了试验与理论研究。设计出一种满足特殊要求的优化节点，成功地进行了２ｍ×２ｍ模型静力试验。所提出的分析方法、可展开折叠及形成几何不变体系的几何条件得到了试验验证     

弧长法跟踪自锁折叠网架折叠全过程

分析了自锁折叠结构构成、几何设计参数和结构自锁原理。自锁折叠结构利用其在折展过程中的越跃特点实现自锁。针对这一折展过程中存在的几何非线性问题，采用弧长法进行了全过程跟踪。分析介绍了弧长法原理及其两个重要参数——荷载增量因子和增量弧长的选取方法。通过对自锁式四棱柱折叠单体折叠过程的荷载位移路径应用弧长控制算法，实现了从前屈曲状态到后屈曲路径的自然过渡，说明弧长算法在越跃问题上的有效性。     

几何可变杆系结构的形状分析

本文提出了一个几何可变结构形状分析的新方法。先将结构形状分析归结为一个最优化问题,再用Gram-Schmit法,逐步缩小目标函数值,最终求出结构的平衡位置。文末给出了此法在折叠结构和受力结构中的算例。     

复杂剪式铰结构的几何分析和设计

本文分析了常见的一维和二维剪式铰结构的几何特点和可展条件，阐述了复杂剪式铰结构的设计方法和设计原则。以抛物面壳为例，介绍了用节点坐标为未知量分析复杂剪式铰结构几何问题的方法和几何设计的步骤。求解几何问题时，文中给出了简化迭代法。     

《包装结构设计与制造》教学研究与实践

研究了三维折叠演示软件在《包装结构设计与制造》教学中的应用。通过三维折叠演示软件将纸盒（箱）的折叠过程和各部分的几何关系动态地表现出来,学生很容易掌握纸盒（箱）的结构,从而节约了教学时间。通过实践发现,基于 FoldUp！3D 的《包装结构设计与制造》教学不仅能调动学生学习积极性,还可以进一步优化教学内容,取得了很好的教学效果。     

基于几何折叠算法的建筑创作方法研究

传统的建筑是静止的、永恒的,而其所面对的环境却是不断变化的。通过"折叠"方法,有利于调和静止的建筑与变化的环境之间的矛盾。几何折叠算法将折叠过程抽象为简单的数理方程和几何图解。这种方法目前正成为建筑行业重要的发展方向。文章首先对"折叠"概念展开综述,其后应用几何折叠算法,提出适用于建筑构件、界面、体量的技术策略及构造节点,最终建构一套适用于建筑的"折叠"可行性创作方法,并结合工程实例予以佐证。     

108m跨无柱曲面拱形网架折叠展开提升施工新技术

通过设置几道绞线并去掉一些杆件,使整个网架结构成为一个可变的几何体系,从而使它可以在地 面折叠拼装,然后将其整体提升到预定高度,装上先前临时去掉的杆件,完成全部结构系统的安装。     

改进塑性铰法在钢框架高级分析中的应用

改进塑性铰法是一种简化的高级分析方法。该方法能够考虑结构及构件的二阶效应、几何缺陷和残余应力等多种非线性因素的影响,还可以考虑连接的半刚性性能。改进塑性铰法已可用于平面钢框架的高级分析和设计,对空间钢框架的高级分析尚有待发展。详细介绍了实用的改进塑性铰法对各种非线性因素的处理办法,及平面框架分析向空间框架分析扩展的实用方法,并讨论了当前改进塑性铰法高级分析亟待解决的问题。     

半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅱ)

对近年来国内外关于半刚性连接框架的试验研究做了较为完整的综述,介绍了半刚性连接的各种常用形式,探讨了半刚性连接框架的结构优越性,详细总结了国内外研究人员开展的半刚性连接框架试验研究及取得的成果,指出了今后开展试验研究的重点方向.     

半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅰ)

对近年来国内外关于半刚性连接框架的试验研究做了较为完整的综述,介绍了半刚性连接的各种常用形式,探讨了半刚性连接框架的结构优越性,详细总结了国内外研究人员开展的半刚性连接框架试验研究及取得的成果,指出了今后开展试验研究的重点方向.     

Investigation on the behavior of brick-infilled steel frames with openings, experimental and analytical approaches

This article deals with an experimental program to investigate the in-plane seismic behavior of steel frames with clay brick masonry infills having openings. Six large-scale, single-story, single-bay frame specimens were tested under in-plane cyclic loading applied at roof level. The infill panel specimens included masonry infills having central openings of various dimensions. The experimental results indicate that infill panels with and without openings can improve the seismic performance of steel frames and the amount of cumulative dissipated energy of the infill panels with openings, at ultimate state are almost identical. Furthermore, contrary to the literature, the results indicate that infilled frames with openings are not always more ductile than the ones with solid infill. It seems that the ductility of such frames depends on the failure mode of infill piers. This experimental investigation shows that infilled frames with openings experienced pier diagonal tension or toe crushing failure and have smaller ductility factors than those frames with solid infill. Furthermore, a simple analytical method is proposed to estimate the maximum shear capacity of masonry infilled steel frames with window and door openings.     

巨型空间钢框架结构的二阶实用分析

为了探讨巨型空间钢框架结构二阶分析的实用方法,从简化结构的计算模型入手,采用连续化概念和刚度等效原则,将立体格构式巨型构件等效为三维实腹式构件,在对巨型梁柱的节点域进行等效后获得巨型钢框架结构的三维等效模型,据此建立结构的二阶分析刚度方程,并用数值算例检验了该方法的实用性与可靠性。方法可供结构方案设计或初步设计时参考。     

焊接及螺栓连接钢框架的循环加载试验研究

为了探讨、比较焊接和螺栓连接钢框架的极限承载能力、滞回性能及动力特性,本文进行了6榀1∶2比例的单跨双层钢框架循环加载试验和动力特性测试,其中焊接、端板螺栓连接、角钢螺栓连接钢框架各两榀。试验过程中每层框架都铺设了混凝土楼板和配重,水平循环荷载按三角形分布施加。循环加载试验表明:当焊接连接框架的焊缝质量较高时,钢框架具有良好的承载能力和滞回性能,其最终破坏模式是构件形成塑性铰而发生强度破坏,属于典型的延性破坏,框架侧向层间塑性变形可以达到层高的1/25,塑性变形主要来自梁柱连接节点域的剪切变形和柱、梁的弯曲变形;端板螺栓连接框架的承载能力和滞回性能也较好,耗能能力略低于焊接框架,框架侧向层间塑性变形可以达到层高的1/30,但端板焊缝容易发生断裂;角钢螺栓连接框架的承载能力和耗能能力相对较低,塑性变形主要发生在连接角钢和柱脚部位,且翼缘连接角钢容易发生低周疲劳破坏。动力特性测试结果表明:随着节点转动刚度的减小,框架自振     

复杂体系大跨度门式刚架钢结构库房的设计与分析

以某货场库房一期工程为例,介绍了复杂体系大跨度门式刚架的结构设计。该工程结构复杂,主要部分为2×36m刚架,部分刚架跨度达到72m,另局部设有承重夹层。为使不同跨度刚架屋面变形协调,72m跨刚架下设托梁,设计中需要考虑主刚架与托梁在荷载作用下的协同工作问题:承重夹层梁跨度近30m,并有严格的限高要求,设计中考虑夹层梁与屋面梁之间设置腹杆,形成整体桁架受力,以满足承载力和变形的要求。该工程具有一定的代表性,可为今后类似工程的设计提供依据。     

丹东港全民健身中心结构设计

丹东港全民健身中心游泳馆工程为三层框架结构,一层为普通混凝土框架梁,二层采用跨度为29 m的预应力混凝土梁,三层为65 m×37 m网架。对结构材料选用,预应力工艺选择,内力计算及有关节点设计进行了分析和介绍,可供类似工程参考。     

Modeling and investigation of elasto-plastic behavior of steel–concrete composite frame systems

This paper presents a mixed finite-element model combining the fibered beam and layered shell elements using the general finite-element program MSC.MARC (2005r2) based on the discussion and comparison of the previous models. The proposed modeling procedure is intended for integrated elasto-plastic analysis of fully connected steel–concrete composite frames subjected to the combined action of gravity and monotonic lateral loads. The model is verified by extensive experiments and examples, and the behavior of composite frames is also investigated intensively. The slab space composite effect and the beam–column semi-rigidity are the two critical factors influencing the structural behavior. These two factors have not been considered simultaneously in some previous models but can be both included in the proposed model. Due to the complex slab space composite effect in composite frames, the previous models with a constant-width effective flange of slab can not trace the actual nonlinear slab behavior, but the proposed model can give accurate results. Since the slip effect between the steel beam and RC slab has negligible influence on the global calculation results of the structural system verified by the calculation examples, the slip effect is neglected in the present study to simplify the modeling procedure and enhance the calculating efficiency. The proposed model possesses good accuracy and broad applicability with simple modeling procedure and high calculation efficiency, and has a great advantage for the large-scale integrated analysis of multistory and high-rise composite frames.     

子结构模型对钢管混凝土组合框架抗连续性倒塌能力的影响

为提高钢管混凝土结构抗连续倒塌分析效率,采用子结构的静力试验和有限元方法进行研究,但是子结构模型的选取对分析结果影响较大。为此,利用ABAQUS显式模块对不同子结构模型的钢管混凝土组合框架进行抗连续倒塌性能分析。在验证材料本构和建模方法合理的基础上,建立单柱双半跨、三柱双跨、四柱三跨和五柱四跨平面子结构模型,以分析不同子结构模型对钢管混凝土平面框架抗连续倒塌性能的影响;对比单柱四半跨、五柱四跨和2×2跨的钢管混凝土空间子结构模型的抗连续倒塌性能,并分析混凝土楼板和层数对其影响。结果表明：不同子结构模型的选取决定了不同的边界约束条件,进而对钢管混凝土组合框架抗连续倒塌性能影响较大;单柱双半跨平面子结构和单柱四半跨空间子结构的边界强约束使其前期荷载较大,但整体变形能力较差;由于失效柱相邻柱的约束增强,四柱三跨、五柱四跨平面子结构的极限弦转角和峰值荷载较三柱双跨子结构明显提高,其中有楼板平面子结构的提高更明显;由于角柱的约束和楼板整体性的提高,有楼板单层2×2跨空间子结构的极限弦转角和峰值荷载均高于五柱四跨空间子结构,但无楼板单层2×2跨和五柱四跨空间子结构相差不大;无论楼板存在与否,随着层数的增加,空间子结构模型的极限弦转角和峰值荷载均大幅提高。