挤压冰荷载作用海洋平台-摇摆柱组合结构试验研究与有限元分析

在导管架海洋平台的基础上,提出了一种在海洋平台上施加摇摆柱的海洋平台-摇摆柱组合结构以对海洋平台进行减振控制,提高海洋平台的防灾减灾能力。通过1∶10缩尺试验对冰荷载作用下海洋平台-摇摆柱组合结构进行研究,分析发现海洋平台-摇摆柱结构具有较好的减振效果,以实测冰荷载时程Push3为例,下层甲板峰值加速度和位移依次减小30.85%和24.47%,摇摆柱作用效果明显。对海洋平台-摇摆柱结构连接杆应变分析发现,连接杆受力由下到上依次增大,下部连接杆受力最大。结合ABAQUS有限元软件对海洋平台进行建模受力分析发现,试验结果与有限元法模拟结果的误差基本可控制在15%以内,说明ABAQUS可有效模拟海洋平台抗冰激性能,为进一步深入研究提供了一种有效手段。     

新型钢空腹夹层预应力组合扭网壳动力稳定性研究

以拟建60m跨度的钢空腹夹层预应力组合扭网壳为研究对象，对结构进行模态和地震作用下的动力性能分析.考虑了水平、竖向和组合地震作用对结构动力稳定性临界加速度的影响，结果表明：三种地震作用下的动力稳定性明显不同，弹性动力稳定性明显大于弹塑性.随着结构矢跨比的增大，结构的动力稳定性明显降低.增大钢空腹夹层板的肋截面尺寸可以显著提高结构的刚度，从而增大其动力稳定临界加速度.有阻尼比无阻尼时结构的动力稳定临界加速度增大了37.96%,故在计算结构动力稳定性时必须考虑.初始几何缺陷使地震作用下组合扭网壳结构的动力稳定性临界加速度显著降低，工程设计中应引起重视.预应力大小对扭网壳动力稳定性临界加速度影响较大，应根据结构跨度和屋盖高度等因素控制在一定范围内.     

基于自复位摇摆柱的海洋平台摇摆结构抗振性能研究

在JZ20-2北高点井口平台加设带浮箱装置的摇摆柱,利用ANSYS有限元软件对整体结构进行了地震荷载作用下的仿真分析,计算分析了不同摇摆柱刚度、不同浮箱位置、不同浮力等情况下平台节点最大位移和最大加速度反应.数据分析表明,摇摆柱刚度是影响海洋平台抗振性能的最主要因素,浮箱可以有效地减小海洋平台动力反应,具有一定的减振效果.     

预应力对弦支穹顶结构动力稳定性的影响

采用基于B-R运动准则的改进判别方法,结合结构时程响应曲线判定弦支穹顶结构的动力稳定性,研究拉索预应力、矢跨比对弦支穹顶动力稳定性能的影响。算例分析研究表明,在动力荷载作用下存在一组最优预应力,此时结构动力稳定临界荷载较大;在不同预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大;在同一预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大但幅度很小。     

单层组合加肋拱支网壳的稳定性

介绍了某相贯单层组合加肋拱支网壳结构在竖向荷载及风荷载作用下的整体稳定性。采用有限元软件MIDAS,在两种荷载工况下分别进行了此网壳结构的特征值屈曲、几何非线性屈曲分析,初始缺陷对网壳结构的整体稳定性影响分析。结果表明:网壳结构对初始缺陷较为敏感,初始缺陷会明显降低结构稳定性;不同的荷载工况下,失稳的情况亦不同且网壳结构稳定临界系数随着荷载的增大而降低。     

海洋平台摇摆结构体系性能研究

主要研究海洋平台结构在施加摇摆墙之后,在不同荷载作用下的位移及加速度反应。以JZ20-2北高点井口平台为例,利用ANSYS有限元软件,通过比较不同地震作用和不同冰荷载作用下的振动反应,可以初步得出在相同条件下,计摇摆墙质量和不计摇摆墙质量时的减振效果。并由此得出,摇摆墙质量对于海洋平台动力反应的影响在不同荷载作用下也是不尽相同的。     

竖向阶跃荷载下初始缺陷及初始静位移对单层球壳动力稳定性的影响

根据大量算例的计算结果 ,分析了在竖向阶跃荷载作用下 ,跨度为 40～ 70m、矢跨比为 1 / 8～ 1 / 5的单层球面网壳的初始缺陷和初始静位移对其动力稳定性的影响。研究表明 ,考虑初始静位移与否将对结构的动力失稳临界荷载产生影响 ,而初始静位移的大小对网壳结构的动力失稳临界荷载影响甚小。另外 ,初始缺陷对网壳动力失稳临界荷载的影响与其静力稳定有很大差别。     

Y形柱稳定性分析研究

Y形柱是机场航站楼屋盖支承体系中常采用的一种构件形式,作为主要承重构件,其稳定性决定了屋盖结构的整体承载能力。利用荷载-位移全过程跟踪技术,考虑几何非线性、材料非线性和初始几何缺陷,研究了在竖向和水平风、地震作用下薄壁Y形柱的稳定性。研究表明:竖向荷载作用下Y形柱以分叉段平面外屈曲为主要失稳模式;Y形柱对初始几何缺陷不敏感;水平风荷载对Y形柱稳定性不起控制作用;竖向和水平荷载作用下,发生面外失稳前柱子分叉处已经进入塑性变形,柱子强度问题先于整体失稳。     

德令哈市体育场钢结构整体稳定性分析

利用通用有限元软件对青海省海西州德令哈市体育场罩棚进行整体稳定性分析,罩棚采用桁架拱结构形式,整体稳定性分析时考虑了初始缺陷、荷载作用范围及拱脚约束形式的影响.先对结构进行特征值分析,然后利用非线性有限元分析方法得出结构受载全过程荷载-位移曲线,以此为基础分析桁架拱结构整体稳定性能的基本规律.结果表明:结构整体稳定性随初始缺陷增大而降低;结构在全跨荷载作用下的稳定性比半跨荷载略高,结构在半跨荷载作用下整体稳定性对初始缺陷更为敏感;结构的整体稳定性随支座刚度的增大而增大.     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。