环向折线形圆形平面网架的受力特性、简捷分析法与实用算表

环向折线形圆形平面网架是矩形平面单向折线形网架在圆形、圆环形建筑平面中的推广应用.通过结构构形研究和机动分析,论证了环向折线形圆形平面网架的基本结构体系是一种静定的空间桁架结构,提出了在轴对称荷载下基本结构体系的简化计算模型及其简捷分析法,推导求得了网架杆件内力的递推计算公式.为考虑与下部支承结构的协同工作,给出了弹性支承时的分析方法.对基本结构体系增设若干道环向杆件,可形成环向折线形圆形平面网架的加强结构体系,可提高结构的刚度、改善受力特性,根据相应的简化计算模型也可方便求得网架的杆件内力和节点位移.为方便工程设计应用,在常用轴对称荷载作用下,选取若干结构参数编制了环向折线形圆形平面网架基本结构体系的杆件内力实用算表.文中附有算例二则.     

三向类网架结构的拟夹层板分析法

本文提出采用能考虑网架剪切变形的拟夹层板法来分析计算三向类网架结构，推导建立了反映这类网架受力特性的六阶基本偏微分方程式，指出了三向类网架等代拟夹层板的固有特征和具有的物理常数，求得了周边简支网架重级数形式的解析解，给出了由拟板内力换算网架各类杆件内力的计算公式。本文方法便于快速得出网架挠度和内力的计算结果和分布规律，也可作为精确的空间拓架位移法的校核手段和补充。     

正交正放类网架结构动力响应的拟夹层板分析法

本文把正交正放类平板网架假设为由三层不同性质材料组成的各向正交异性夹层板，根据考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板振动理论对其动力问题进行了研究。利用两个双重级数为试函数，推出了四边简支边界条件下网架结构动力特性的精确解。在不考虑阻尼力的情况下，求得了其竖向地震响应的解，并且计算公式中的系数可利用竖向地震区应请求得。     

两向正交斜放网架拟夹层板法的两类简支解答及其对比

本文采用拟夹层板法来分析计算两向正交斜放网架,给出了这种网架连续化后的六阶基本偏微分方程式。对第一类和第二类简支边界条件的矩形平面网架,分别求得了基本方程式的解析解。其中第二类简支网架的解答,是以第一类简支网架的重三角级数解为特解,叠加两组互相交叉的单三角级数解为齐次解,再采用边界配点法求得。文中对两类简支网架的内力和挠度作了对比,说明两者差异较大,在靠近边界和角部处更是明显。与此同时,文中还研讨了网架剪切变形对内力和挠度的影响。通过算例说明,按本文方法的计算结果与精确的空间桁架位移法的计算结果比较吻合,能满足工程计算精度的要求。为便于设计中应用,编制了与实际情况比较符合的第二类简支网架的内力和挠度计算图表。     

正交正放类网架结构的拟板(夹层板)分析法(上)

本文把正交正放类平板型网架结构假设为构造上正交异性的夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论来分析。文中给出了这类网架结构拟板的基本方程式、弯曲刚度和剪切刚度的表达式以及由拟板内力换算成网架构件内力的一般计算公式。对于常用的周边简支网架,求得了基本方程式的级数形式的解析解,并编制了内力、位移计算用表。与此同时,还分析了考虑网架剪切变形、两向不等刚度和变刚度的影响,给出了简化计算的近似公式。文中附有计算例题。 本文的研究成果已被我国《网架结构设计与施工规定》(JGJ 7-80)采用。     

网架结构CAD后处理中的下料优化

在分析遗传算法的基础上 ,针对网架结构中杆件类材料的下料问题 ,提出了一种优化下料的求解算法。该算法采用直接编码方式 ,结合优先适合搜索方法 ,经过交叉、变异、评估过程求得较优解。该算法的结果不依赖于初始值的选取。经算例证明 ,该算法运行时间少、优化结果好     

网架结构竖向地震反应的动态样条加权残数法分析

利用动态样条加权残数法对网架结构的竖向地震反应进行了分析 ,运用子域法将时间域均匀分成若干段 ,得出关于试函数广义参数的递推公式、求得节点位移显式 ,进而求得杆件地震内力。编制了相应的程序 ,并对一系列标准网架进行了对比分析 ,结果表明 ,该法精度高 ,效果好。     

局部火灾下基于网架热力效应解耦方法的杆件约束刚度求解

局部火灾下,网架结构整体升温呈非均匀状态,由于各杆件轴向的温度膨胀变形不同,导致了杆件间的轴向约束效应,这种轴向约束使网架结构杆件受火屈曲后仍具有一定的承载力.定量确定网架结构杆件间的相互约束是正确评价杆件抗火承载力的重要条件.分别将上、下弦杆层连续化,参考拟夹层板法,基于力平衡方程和位移协调方程,分别得到非均匀温度场中考虑温度膨胀效应和静力荷载效应的网架上、下弦杆层的面内位移及竖向挠度解析解.同时采用数值分析方法,分别得到非均匀温度场中,在温度、杆件间相互约束和静力荷载耦合作用下的网架上、下弦杆层面内及竖向位移数值解以及杆件间相互约束效应产生的附加温度内力.上述位移解析解与数值解之差值即为网架各杆件在约束效应下所产生的轴向变形,该轴向变形量与附加温度内力之比,即为杆件的轴向约束刚度.这种轴向约束刚度计算方法有效地将杆件由于温度膨胀受到约束产生的轴向变形量从耦合效应中剥离出来,从而较准确地得出升温历程中杆件间的瞬态约束刚度.     

钢筋混凝土网架结构的优化设计

钢筋混凝土空腹网架是一种新型的平板型网架结构，本文对该结构 网格数及网架高度进行了优化，按等效原则，将空间网架转化为交叉梁系，采用柔度法解节点的分配荷载，用有限元法计算杆件内力，以工程造价作为目标函数，以网格数及网架高度作为设计变量来建立结构的优化数学模型，并提出了可供工程设计参考的结论及建议。     

曹妃甸煤堆防风网架气弹模型风洞试验

目前复杂网架结构风荷载通常采用刚性模型风洞试验确定,但由于忽略了结构与流体之间的耦合效应,其结果与实际结构存在偏差。气弹模型则可真实反映结构在自然边界层中的响应,但由于网架结构非常复杂,需要适当简化相似准则和选择结构主要响应振型进行设计。基于曹妃甸煤堆防风网架结构,设计1颐50气弹模型。通过应变片测试支架根部内力,得到了B类风场不同风速下网架内力风振系数;通过激光位移计测得顺风向位移响应,求得结构顺风向位移风振系数。最后比较分析了两类风振系数,为同类结构气弹模型设计制作和风振系数计算提供参考。     

我国网架结构发展中的新技术、新结构

叙述了我国网架结构应用与发展中的基本情况,特别评论了在网架发展和开拓中的一些新技术,如组合网架、三层网架、预应力网架、斜拉网架等新型网架结构,拟夹层板法、下弦内力法、等代空间桁架位移法等网架结构分析方法,以及若干新型网架节点等.同时,文中还介绍了一些工程实例.     

基于网架结构极限承载力的优化设计方法

对网架结构极限承载力的分析表明,是否考虑压杆稳定对于网架极限承载力有较大影响,因此需计入压杆失效效应.基于网架整体极限承载力由压杆屈曲失稳控制的理论,提出了加大压杆计算长度系数来提高网架结构承载力的方法.对多个网架结构算例进行了极限承载力分析,结果显示,加大压杆计算长度系数,可将40m至64m跨度内网架结构的极限承载力提高40%以上,同时对于其他跨度网架结构极限承载力的提高也较为有效.因此,通过适当提高压杆的计算长度系数,在用钢量增加不多的情况下,可大幅度提高网架结构的极限承载力,并可相应提高网架结构的抗连续倒塌能力.     

网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题研究进展

在悬挂吊车作用下网架结构的疲劳问题备受工程界和学术界的关注,但网架结构是否存在疲劳问题,如何进行疲劳验算,《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)以及《钢结构设计规范》(GB50017-2003)之中至今尚无明确规定,这极大地制约网架结构在工业厂房中的推广应用.本文广泛收集并列举了52例国内设置悬挂吊车的网架结构工程事例,明确提出网架结构在悬挂吊车作用下应该进行疲劳验算的论据.高度概括了20多年来国内学者针对网架结构常用的焊接空心球节点以及螺栓球节点疲劳性能所取得的理论与试验研究成果.最后,指明了网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题亟待解决的热点以及研究的有效途径.     

网架结构的广告牌设计分析

以某网架结构的广告牌设计为例,介绍了三角锥网架结构在广告牌中的结构设计,网架结构部分采用3D3S钢结构软件设计,整体模型采用ANSYS有限元软件进行了计算校核,指出三角锥网架结构设计此类广告牌能保证结构的刚度、稳定性.     

某油库网架顶棚检测鉴定分析

文中对某油库网架顶棚进行了现场检测,并利用PKPM软件对网架性能进行计算,分析了网架下部结构整体建模对网架结构性能的影响.分析结果表明:对于点支承网架屋盖,考虑下部结构和上部网架整体建模更能体现网架的承载能力,可为类似网架承载力分析提供参考.     

青岛体育中心游泳跳水馆网架结构施工监测与模拟分析

鉴于青岛体育中心游泳跳水馆网架结构为复杂大跨多曲面异形钢屋盖结构,施工难度大,施工不易控制,利用弦式应变计和静力水准仪对该网架采用无线监测,监测该网架的竖向位移、支座位移和杆件内力.同时对该网架结构进行了详细的有限元数值分析.研究结果表明,卸载时监测结果和有限元分析结果吻合较好,表明青岛体育中心游泳跳水馆网架结构卸载成功.     

杆件失效路径对网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究基础上,进一步分析两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应.基于有限元程序ANSYS建立网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法对网架结构热力耦合非线性反应进行了分析.结果表明,在大空间建筑火灾非均匀温度场中网架结构具有不同的杆件失效路径,正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在各自的杆件失效路径下临界温度趋于一致;网架结构在火灾中产生适度数量的杆件破坏,可更大程度地释放附加温度应力,表现出结构具有较高的抗火承载力和临界温度;两向正交正放网架的水平支撑桁架体系的抗火承载力对结构的整体抗火承载力有较大影响.按上弦杆具有相同应力比的结构模型,分析得到的失效杆件是影响结构抗火承载力的关键杆件.上述结论可为进一步研究网架结构抗火设计方法提供理论依据.     

空间网架结构有限元建模及模态分析

基于结构力学特性,以大型空间网架结构为研究对象,采取有限元分析软件ANSYS对其进行建模,求得前10阶固有频率和振型。在限元软件环境下探究了大型结构有限元参数化建模及其模态分析方法,为同类大型复杂结构的响应分析和设计提供参考。     

网架结构杆件置换装置的设计

空间网架及网壳结构具有的美观性、可靠性、安全性和经济性已被世人所公认.在广泛应用和迅猛发展的同时,网架结构事故也时有发生.通过对网架结构事故的原因分析,对损坏程度不同的网架,通常分别采取拆除重建、局部加固、节点加固、托件加固等不同措施来处理.结合现有文献资料,设计出一种针对网架结构杆件加固的置换装置,并对此进行了分析研究.     

浅析钢结构网架设计和施工

序言 钢结构和网架结构,因其主要材料是钢材,所以统称为钢结构.按构造和用途来说,又划分出网架结构.它们的主要用途适用于空间跨度大,且刚度好,结构自重轻的特点.材料单一,只是规格型号不同而已.它们适用于桥梁、城市大桥,飞机场飞机库、体育馆等公共建筑项目.但是,飞机库是单向桁架网架结构,而体育馆是双向桁架网架结构体系. 1概论网架结构 着重谈论60～80m大跨度双向桁架网架的设计与施工.网架结构分正交和斜交两种结构形式.由于正交正放双向成"井"字形平板网架,方便施工,因此大多采用.属交叉型桁架体系结构.简支在周边支柱上,结构自重轻.双向网架结构的各杆件之间互相超支撑作用共同受力,能充分发挥材料的强度,且整体性强,稳定性好,受力性能优越,空间大、刚度好、跨中弯矩峰值小.由于是双向正交正放网架,两个方向的桁架与建筑平面边线平行且交叉成90°角,成"井"字形平板网架结构.这在施工制作半成品构件裁剪材科时方便准确,在高空施工拼安装时也容易.斜交网架在制作半成品构件裁剪材料时难以准确,即使准确,由于斜交角度关系,在高空安装也困难.因此正交正放"井"字形平板网架,由于方便施工,又为保证工程质量创造条件,所以大多采用此设计方案进行设计.