薄膜结构附加质量的计算方法

薄膜结构与风环境之间存在着较强的耦合作用,并且这种耦合作用往往是薄膜结构动力稳定的决定性影响因素．附加质量是表征这种耦合作用的主要参数之一．本文以薄膜结构与风环境的静力耦合模型为基础,给出了附加质量的三种计算方法：势流理论法、简化流体力学模型法以及基于声学理论的有限元法,并对它们的适用范围进行了初步分析,为薄膜结构的风致动力效应研究奠定了基础．     

密肋壁板轻框结构模型模态及匹配性分析

本文介绍了一种新型结构体系--密肋壁板轻框结构.针对该体系模态问题建立梁-板单元的空间有限元模型,参照振动台试验结果研究结构模型模态及其匹配性.并给出算例.     

薄膜结构与空气环境静力耦合作用的试验研究

薄膜结构与风环境的耦合作用可分为静力耦合和动力耦合两类,静力耦合作用影响结构的基本动力特性,该影响可通过静力耦合参数,即附加质量与气动阻尼来度量.给出了获得附加质量与气动阻尼的实验方法,通过实验验证静力耦合作用的存在及其重要性,并探讨了这些参数的变化规律及其对薄膜结构自振特性的影响.试验结果表明,静力耦合作用与结构的振动模态有密切关系,一阶对称振型的振动耦合作用明显,附加质量最大可达结构质量的37%左右,气动阻尼可达到9%左右;静力耦合作用可显著降低结构自振基频,使结构振动频带宽度明显增加.     

拱形气肋充气阶段力学性能分析与试验

首先从理论方面对气肋在充气阶段的应力进行了分析,找出简单易行的计算方法,列出应力表达式和气肋外边、中线、内侧的膜张力公式.然后分别利用有限元软件ANSYS和索膜结构设计分析软件Easy对半圆形气肋充气后气肋应力及拱顶位移进行了分析计算.制作了一个跨度12m、气肋直径0.6m的模型.进行了充气试验,并将拱顶位移计算值与试验值进行了对比.结果表明,充气后膜材应力理论值与两种软件计算值差别不大.最大误差为9.8%,拱顶高度两种软件计算结果与试验结果差别较小,最大误差为1.7%,理论计算与试验值吻合较好.     

斜石拱桥拱轴线公式的推导及其应用

针对石拱桥拱圈在设计施工中出现的技术问题,研究了石拱桥质量通病的各种诱发因素,主要通过对道路石拱桥质量通病的成因及防治措施进行分析,得出石拱桥工程病害的四种破坏机理与模式,最后主要针对斜石拱桥拱轴线公式应用数学知识归纳推导和论证,为设计和施工提供了技术保障。     

等截面悬链线无铰拱固有频率的试验研究与简化计算

以等截面悬链线拱为研究对象,从模型实测,有限元分析与瑞雷法计算三方面给出其固有频率,进而提出了采用瑞雷法计算低介频率时振型函数表达式的构造方法。     

宝钢游泳馆拱形张弦梁结构稳定分析

应用有限单元法对宝钢游泳馆拱形张弦梁结构进行了静力稳定分析,探讨了张拉弦杆的初始预张力对结构的影响,目的在于为该结构的设计和施工提供理论参考.     

张弦拱结构的结构分析与其静力性能研究

对张弦拱结构的受力件能与分析方法进行了系统的研究.根据张弦拱结构的自平衡特点,建它索与拱的变形协调方程,给出了张弦拱结构的平衡微分方程,并设定位移甬数,用伽辽金法进行求解,以求得张弦拱结构的内力与位移.这一连续化理论计算方法与非线性有限元分析方法、模型试验结果都进行了分析比较,证明本理论方法计算方便、直观精确,可用于张弦拱结构的分析与计算.根据理论公式,对张弦拱结构的静力性能进行了讨论,包括结构的线性性能、拱的弯曲刚度贡献、结构挠度与支座的水平位移、预应力过程等方面,对张弦拱结构的研究与设计有较好的指导意义.     

对一种新型拱桥结构的美学分析及内力特性研究

针对近年出现的一种新型的拱结构——异型拱桥,从美学观点探讨了其造型特点,论述了其用于城市桥梁的可行性,结合有限元数值计算分析了其受力特性,研究了其在吊杆斜率、矢跨比变化时引起的内力变化规律,得出一些有益的结论。综合美学特征讨论了其用于桥梁结构的工程实践,对推动结构学与建筑学的结合有一定的推广作用。     

新型落地索拱结构及其力学性能分析

提出了一种新型落地索拱结构,相比于其他类型索拱结构,该结构可以保持较高的室内净空,建筑使用功能和建筑效果较好。建立了跨度60 m,矢跨比分别为0.2、0.3和0.4的纯拱和索拱结构的力学模型,对比了不同矢跨比下纯拱和索拱模型的承载力、刚度、动力特性和稳定性等力学性能指标及用钢量。结果表明：该新型索拱结构可以有效降低拱结...     

新广州站内凹式索拱结构模型静力试验研究

新广州站站房屋盖采用一种新型预应力索拱-内凹式索拱结构,为了解该种结构的张拉成形过程、典型荷载工况下结构性能和结构极限承载力及破坏位置,分张拉成形、4种荷载工况的加载及2种典型荷载工况的极限加载3个阶段,对2榀内凹式索拱的1/3缩尺模型进行了静力试验,并将试验结果与有限元结果进行对比,有限元结果和试验值吻合较好。研究结果表明：张拉成形后索力和位形基本达到目标,确立的张拉原则可行,给出了快速确定初始张拉力的计算公式;设计工况下结构处于线弹性阶段,满跨分布荷载时主拱全截面受压,以受轴压力为主,而半跨分布荷载时以受弯为主,弯曲应力在主拱应力中的比重较大;半跨分布荷载对结构整体稳定最不利,其极限承载力较满跨分布荷载降低较大,前者在主拱弯矩最大的位置破坏,而后者在轴压力最大的拱脚附近破坏;索夹的连接形式及支座的抗推刚度对结构的承载能力影响很大。图13表4参10     

Earthquake analysis of arch and gravity dams including the effects of foundation inhomogeneity

Dam-foundation interaction plays an important role in the design of earthquake-resistant concrete arch and gravity dams. Geological conditions of the dam canyon are usually very complicated; however, in the literature, the damfoundation interaction analysis is often carried out based on the premise of a homogeneous unbounded foundation. In this paper, the effect of foundation inhomogeneity on the seismic response of arch and gravity dams was studied by means of scaled boundary finite element method (SBFEM). In order to satisfy the similarity requirement of SBFEM and simplify the computational effort, a subdomain approach and a conical representation of an unbounded foundation were proposed. The way of partitioning the domain and the selection of open angle and bottom radius of the cone model on the accuracy of the result were examined. Numerical examples show that the proposed approach is rational and efficient. Cases of foundation inhomogeneity with stiffness varying in accordance with an exponential function along the radial direction, and cases of foundation inhomogeneity with stiffness discontinuity and with weak interlayer strata on the earthquake response of concrete arch dams as well as gravity dams were analyzed. It was found that a homogeneous idealization of the unbounded foundation may sometimes greatly underestimate the maximum earthquake stress response of the dam. Therefore, taking into account the effect of foundation inhomogeneity for the earthquake safety assessment of concrete arch and gravity dams has great significance.     

钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆节点性能试验研究

钢-UHPC组合桁式拱桥的提出,有望解决特大跨径拱桥造价高、难以施工等难题。对1000m钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆关键节点的受力性能进行了研究,计算表明,在荷载基本组合作用下节点拉、压杆的轴力均超过10000kN,为保证节点处钢和UHPC两种材料牢固结合,通过节点受力分析和优化研究,提出了一种带混合连接件钢接头的UHPC箱型拱肋与钢腹杆新型节点连接构造。对最不利受力的节点制作了1∶5缩尺模型,不考虑箱型拱肋底板和腹板对节点受力的贡献,开展了平面三向加载试验和抗拔试验。试验结果表明：平面三向加载试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋一侧开裂,另一侧压溃,但节点连接保持完好;抗拔试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋沿钢接头的轮廓剪切破坏;平面三向加载试验中,钢腹杆的极限荷载是设计荷载的2.72倍,且UHPC拱肋的名义开裂应力为13.36MPa,是设计应力的1.85倍,表明节点的承载能力和抗裂性能满足设计要求;钢接头与UHPC拱肋结合面的抗剪性能和抗拔性能满足正常使用极限状态和承载能力极限状态的要求。