张弦梁单侧和双侧预应力张拉效果的对比分析

张弦梁结构预应力张拉可采用双侧张拉方案,也可采用单侧张拉方案,用有限元分析手段对常州工学院体育馆张弦梁钢结构进行了两种张拉方案的对比分析,比较了两种张拉方案所引起的变形和内力的差异,为施工方案的选择提供了依据。     

大跨度纺锤形气撑式张弦梁找形分析

气撑式张弦结构是一种利用预应力建立初始刚度的新型结构体系,为研究结构在初始预应力作用下位形变化对其力学性能的影响,采用改进的逆迭代法对60 m跨度纺锤形气撑式张弦梁进行找形分析,研究了找形对结构初始态下内力分布和荷载态下极限承载力的影响,对比了该结构与桁架、传统张弦梁的力学性能和经济性.结果表明:找形后初始态上弦位形误差只有矢高的0.67%;经找形结构初始态下内力分布较未经找形结构发生明显改变,且荷载态下竖向承载力降低22.24%;气撑式张弦结构刚度较等跨度桁架和传统张弦梁要低,但用钢量要少34.80%.找形分析可有效控制大跨度气撑式张弦梁初始态位形误差,但对其力学性能影响较大.     

三向张弦梁结构弹塑性极限承载力分析

为了了解三向张弦梁结构的屈服机制、塑性发展情况和失效机制,利用有限元方法对某工程中三向张弦梁结构进行了弹塑性极限承载能力分析,并讨论了拱脚连接方式、上弦拱截面惯性矩、拉索截面积及其初始张拉力对三向张弦梁结构承载能力的影响.分析结果表明,此种三向张弦梁结构具有良好的内力重分布能力,其极限承载能力由强度破坏控制.拱脚连接方式对结构的承载能力影响较小,但从结构的失效机制来看,三向张弦梁靠近主入口一侧拱脚宜采用铰接方式.适当增大上弦拱的截面惯性矩可以提高结构的极限承载能力,结构应选择合适的拉索面积及其初始张拉力,否则拉索将首先失效.     

张弦梁结构张拉力确定方法研究

张弦梁结构属于预应力钢结构的一种,在进行拉索预应力导入过程中必须保证施工过程的安全性和完工时的受力状态满足设计要求.因此,必须对张拉索进行张拉过程的索力优化分析和研究,保证对整个施工过程的安全控制.以双向张弦梁为例对比了3种优化方法对张弦梁结构的适用性.经计算分析,得出了张力补偿法为适用于张弦结构张拉力确定的最优方法.结合鹤壁市体育馆预应力空间桁架钢屋盖结构,采用张力补偿法进行了该结构施工阶段分析,得出了高强钢索的内力发展变化规律,验证了张力补偿法在实际大型预应力空间钢结构中的适用性.     

用等效降温法模拟预应力来实现张弦梁结构找形

主要采用等效降温法来模拟预应力完成预应力张弦梁结构找形问题,并将此方法和力模拟法、初应变模拟法进行比较,发现等效降温法更加有效．从而采用等效降温法获得零状态几何放样,和相应的初始态预应力分布来完成张弦梁结构的施工．同时将考虑几何非线性计算和线性计算的结构位移进行比较,得出在张弦梁结构找形分析时考虑几何非线性的结果．     

大跨度张弦桁架结构静力和自振特性研究

为了研究大跨度张弦桁架结构的静力特性和自振特性,以镇江体育中心会展馆为研究对象,采用ANSYS有限元软件,对镇江体育馆整体空间结构进行了相应的计算分析,静力进行分析,研究了不同预应力、拉索横截面积对其静力性能的影响,结果表明,张弦桁架结构的预应力、拉索横截面积对结构的静力性能影响很大;然后分析了竖向支柱的有无对张弦结构振型、频率的影响,分析表明,有竖向支柱对结构振型和频率的影响很大。     

济南某工程大跨度预应力结构有关问题的探讨

介绍了济南某工程大跨度预应力结构的测试分析方法,用ANSYS有限元程序对这种带次框架的大跨度预应力结构的受力特点进行分析,在张拉顺序、预应力梁截面改变对内力的影响、预应力施加后对结构的影响以及次弯矩的作用等方面进行了探讨并给出自己的结论,针对设计和施工提出建议。     

济南某工程大跨度预应力结构有关问题的探讨

介绍了济南某工程大跨度预应力结构的测试分析方法,用ANSYS有限元程序对这种带次框架的大跨度预应力结构的受力特点进行分析,在张拉顺序、预应力梁截面改变对内力的影响、预应力施加后对结构的影响以及次弯矩的作用等方面进行了探讨并给出自己的结论,针对设计和施工提出建议.     

预应力叠合梁斜截面抗剪性能有限元分析

在国内外学者研究的基础上,从理论上分析了预应力叠合梁的受力性能,运用ANSYS有限元软件对预应力叠合梁和普通叠合梁分别进行了非线性有限元模拟分析,对比分析得出预应力对叠合梁斜截面抗剪性能的有利贡献是客观存在的,ANSYS能较好的模拟预应力叠合梁的受力特点,且模拟结果与理论分析能较好的吻合。     

具有外环桁架的肋环型索穹顶初始预应力分布快速计算法

目的研究具有外环桁架的肋环型索穹顶的构件布置和特点,提出确定初始预应力分布的快速计算法.方法考虑到该结构是一种轴对称结构,将结构简化为半榀平面桁架,采用节点平衡理论进行分析.结果提出了确定初始预应力分布的快速计算法,得到了不设和设有内拉环的具有外环桁架的肋环型索穹顶预应力杆初始内力的计算公式,并将对特定参数的该种结构的计算结果与非线性有限元分析结果进行了对比.结论具有外环桁架的肋环型索穹顶结构是有发展前景的新型结构,内部建筑空间利用率高,外圈索的初始内力明显减小.快速计算法可方便地确定该类结构的初始预应力分布,为设计和力学性能分析提供基础.     

某双索面斜拉桥的抗震性能分析

本文采用结构分析软件SAP2000,对某双索面斜拉桥进行有限元建模,来分析其抗震性能。对过模拟分析,该桥属于长周期结构,自振特性较好,结构之间耦合性好,在地震中产生的内力、位移符合规范设计要求,抗震性能较好。     

控制索原长求解索张拉力的反分析法

为对预应力空间钢结构的施工成形进行系统的研究,提出了基于控制索原长求解索张拉力的反分析法.从预应力状态开始,通过控制每一级张拉索的原长,进行非线性有限元迭代计算,求出索在分级分批施工时的控制力.方法的优点在于计算简单,省去了通用有限元需要反复试算的缺点.应用编制的程序对一弦支穹顶模型进行了施工过程的模拟分析,结果表明:反分析法能精确模拟结构的施工成形过程,且在整个过程中,每根索只需张拉一次,简化了施工工艺.     

索托结构中拉索预应力水平的优化研究

为研究预应力对索托桁架体系内力和挠度的影响,引入预应力水平概念,对单榀索托桁架结构进行了有限元分析.通过自由度耦合和变刚度弹簧单元来模拟索托节点,考虑预应力摩擦损失对结构性能的影响,对不同预应力水平情况下结构体系的受力性能进行分析.探讨了不同预应力水平下,结构体系变形和构件内力的变化规律,并给出预应力水平控制的参考建议.研究结果表明:采用自由度耦合和变刚度弹簧单元来模拟索托滑移节点的方法收敛性好,能够满足工程计算精度的要求.索的预应力水平在0.4到0.6之间可对桁架挠度和杆件内力起到有效的控制作用,使桁架与柔性拉索协同工作.     

装配式高层预应力钢框架-支撑体系性能研究

为了加快我国工业化装配式钢结构发展的进程,提出了一种实现节点刚性连接的装配式高层预应力钢框架-支撑体系,通过有限元软件ABAQUS分析,研究拉索的截面面积、初始预应力度以及柱子的轴压比等参数对高层预应力钢框架支撑性能的影响,对比分析不同参数下结构的承载能力和刚度退化规律,得到该结构体系的受力模式和拉索初始预应力的取值准则.结果表明:预应力支撑可以有效地改善结构的受力性能,与钢框架结构相比,整体抗侧刚度提高了210%,极限承载能力提高了54%;拉索的初始预应力度越大,越可以延缓结构抗侧刚度的初次退化;预应力支撑钢结构体系设计时,拉索初始预拉力的取值准则为,在设计的外荷载作用下,预应力拉索的拉力大于0.     

基于遗传算法进行张弦梁结构索力识别

为识别张弦梁结构索力大小,提出了一种基于静力检测技术的索力识别方法.基于静力检测技术,定义了张弦梁结构索力识别的一般数学模型.通过分析张弦梁结构的整体受力特征,基于有限元方法提出了适用于张弦梁结构索力识别的识别模型.运用改进的遗传算法寻求问题的全局最优解,只需若干点位移实测值便可实现多个索段索力的同时识别.并编制了通用有限元计算程序,数值模拟算例验证了方法的可行性.     

基于改进粒子群算法的天线索网预应力优化

为了解决天线反射面索网张拉时预应力求解问题,利用索网结构空间几何特性对其进行简化处理,从整体中提取部分索段并加设相应的边界条件.在平衡矩阵法的基础上,采用与禁忌搜索法相结合的混合粒子群算法,将简化后结构由形找力的问题转化为数学上的约束优化问题,同时改进粒子群进化算法来解这一优化问题.采用该算法对三向网格形式的天线抛物面索网结构进行了预应力的优化确定,并将优化的预应力值作为初始力导入索网结构有限元模型中进行非线性有限元分析,索网结构的节点位移量和相应的物理模型型面测量的精度均方根为0.219 mm,验证了算法是可行和正确的. 关键词：     

钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能分析

针对钢筋混凝土剪力墙对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响,采用SAP2000有限元软件对12层钢管混凝土框架-剪力墙结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合12层钢管混凝土框架结构进行分析比较.结果表明:在不同地震波作用下,钢管混凝土框架-剪力墙结构的层间最大位移,层间最大位移角,水平向绝对加速度峰值等数值均小于钢管混凝土框架结构的数值,数值分析表明钢管混凝土框架结构能与钢筋混凝土剪力墙很好地共同作用,表现出较好的抗震性能.     

单索-叠合板预应力组合网架静力特性分析

构建一种新型预应力组合网架结构,采用预应力索代替长向下弦,混凝土叠合板代替上弦,形成下弦长向为索,上弦为整体现浇混凝土板的预应力组合网架结构。利用有限元软件ANSYS对该结构进行静力特性分析,结果表明节点竖向位移值越靠近结构中心位置越大;叠合板、腹杆出现拉压应力;下弦杆与索均为拉应力,且越靠近中心位置值越大。该结构位移值及应力值均满足规范设计要求。     

罕遇地震作用下巨子型有控结构二阶效应影响分析

通过有限元分析软件sap2000建立了巨子型有控结构(MSCSS)的有限元模型,在考虑二阶效应的情况下,对MSCSS进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,并与不考虑二阶效应的结构地震响应情况进行比较,研究了二阶效应对塑性铰的生成、结构侧移以及杆件内力的影响。研究结果表明:选择不同地震波激励时,考虑二阶效应的作用会使塑性铰数量分布有不同的变化规律;第二子结构层间侧移受二阶效应的不利影响随楼层增加而增加,最大增幅达到6.4%,同时,巨型柱的弯矩和第二子结构梁弯矩均受到二阶效应不利影响,其最大增幅分别为7.2%和7.4%。因此在对MSCSS进行罕遇地震下的弹塑性响应情况分析时,必须考虑二阶效应对结果的影响。     

车辐式结构找形分析的逐点去约束法

车辐式结构是一种双层索系的柔性结构,需要通过找形分析确定结构的初始预应力态.与索膜、索网结构等柔性结构不同,车辐式结构的找形分析不是用给定的预应力值寻找结构位形,而是从给定的位形出发求解可能存在的预应力分布情况.目前已有的找形方法有平衡矩阵理论、力密度法、动力松弛法、非线性有限元法等.除了非线性有限元法外,其他方法都难以直接通过通用有限元软件进行找形分析.本文在平衡矩阵理论的基础上,将车辐式结构整体找形问题转化为针对每个节点处3个索杆单元的计算.通过使每个节点在预应力作用下达到设计位形,求出结构初始应力态的预应力分布.这种方法不但能够直接用于有限元软件的计算,还能够判定结构的初始应力态是否存在.