新型可展开板索壳体结构模型的研究和分析

基于现有可展结构在实际运用中存在的不足,提出了一种新型的可展结构形式,即板索壳体结构.该结构以三铰拱作为结构形式的基础,通过限制结构的自由度和提高结构刚度,使结构的承载力和稳定性得到提高.板索壳体结构具有容易收展、便于运输、构件简单、易于加工、可供大跨度空间使用等优点.通过理论结合试验的方式对板索壳体结构模型的性能进行了探究,认为该结构具有一定的工程应用前景.     

空间索单元的切线刚度矩阵

本文采用状态平衡方程推导出用超越函数表示的空间索单元切线刚度矩阵的精确表达式。该矩阵考虑了对索结构施加预应力以及温度荷载的影响；该矩阵不受小变形的限制，允许结构产生任意大的结点位移。     

非一致输入下空间索结构的地震响应分析

分别以多点输入法和行波法对大跨空间索结构的两个实际工程进行了水平与竖向地震时程分析,并与一致输入法计算的结果进行对比。最终对非一致输入与一致输入下结构响应的差异,以及结构是否需要考虑非一致输入的范围、行波法的精度等方面得出了一些重要结论。     

索穹顶结构的前处理研究

前处理是进行索穹顶结构有限元分析的重要过程。本文首先分析了索穹顶结构的几何外形和拓扑关系，讨论了针对其拓扑特点利用指示矩阵法将索穹顶结构网络化及节点指示矩阵和单元指示矩阵的生成方法；最后详细叙述了索穹顶结构的节点编号、单元信息、节点坐标和边界约束、荷载信息等数据的生成方法     

索穹顶结构施工动态模拟

内蒙古伊旗全民健身体育中心屋顶采用大跨度索穹顶结构,其施工精确模拟难度较大。针对工程施工方案,采用机械多刚体系统动力学分析方法,实现了对索穹顶结构整个施工过程的动态模拟。该施工模拟技术的特点是能获得在整个仿真时间段内所有构件的位置、速度、方位和内力值随着时间的连续变化曲线,即每一时刻整个结构体系的形状和预应力分布,可以检验是否有力学指标突变或机构锁死的问题。通过动态模拟结果和现场监测结果的对比分析,证明了该施工模拟技术的正确性。     

机器人空间机构理论的应用──对工程机械悬伸操作器的运动分析

本文应用机器人空间机构理论对工程机械悬伸操作器进行了运动分析，建立了液压挖掘机悬伸操作器的运动仿真模型，并在ＩＢＭ－ＰＣ／ＸＴ微机上对某台２０吨级反铲液压挖掘机的悬伸操作器的运动性能进行了全面仿真。     

空间缆索结构悬索桥索夹的研发

目前国内正在建造多座空间缆索结构的自锚式悬索桥。其主缆线形是空间结构,吊索也是空间结构。空间缆索结构悬索桥的索夹在体系转换时需要与吊索一起在空间进行转动。本文阐述了一种新型的可转动的索夹,其结构能较好地适应空间缆索结构悬索桥对体系转换的需要。     

大开口环形空间索桁架结构研究

大开口环形空间索桁架结构是由内环索将平面索桁架连成整体的一种索杆张力结构,目前世界上已有几个大型体育场采用了这种结构体系。介绍了这种结构体系的稳定性分析理论和自应力模态计算方法,研究了这种结构体系自应力模态的特点和力学性能。分析表明结构空间性能好,内力分布均匀,对非对称荷载有较强的适应能力,并具有较高的承载能力。     

索穹顶结构体系创新研究

我国自2009年开始建有跨度20 m左右的索穹顶,至2016年已建成跨度超百米的索穹顶结构。但回顾国内外所建成的该类空间结构,均属于传统Fuller构想张拉整体类索穹顶。其上、下弦节点只有1根垂直于水平面的撑杆,形式比较单一,如肋环型索穹顶,上弦节点的环向水平刚度较差。为此,提出了Fuller构想单撑杆（不垂直于水平面）类索穹顶,有利于增加结构跨度。并进一步提出了非Fuller构想多撑杆（下弦节点可设置2根、3根、4根撑杆）类索穹顶。这不仅可改善结构传力性能,而且又能减少斜杆（斜索）和环索数量,方便施工张拉成形。若采用多种撑杆（包括单撑杆）且多种方式设置,当上弦选用径向布置时可归纳称之为肋环系列索穹顶,当上弦选用葵花布置时可归纳称之为葵花系列索穹顶。由肋环系列索穹顶和葵花系列索穹顶可构成多种组合形式索穹顶。研究丰富了索穹顶结构形式、体系和类型,为索穹顶的设计和选型提供了新思路、新空间。     

雨蓬自平衡杆索与空间桁架组合结构的设计计算

在某工程雨蓬自平衡杆索与空间桁架组合结构设计中,应用ANSYS软件将各构件分别简化为三维的杆、梁和双线性单元进行静力分析,并对自平衡杆进行稳定性计算,探讨支撑杆对空间桁架强度及刚度的影响。     

正放四角锥网架结构静力及动力分析

利用有限元分析软件ANSYS对某正放四角锥网架进行结构静力分析、模态分析和时程分析,得到该网架的模态频率和振型,在此基础上对比分析了网架在不同地震波作用下的最大位移,并得出一些有益的结论。     

基于广义逆矩阵的空间可展桥梁动态仿真和实验

采用广义逆矩阵方法分析空间可展桥梁的运动过程.以笛卡尔坐标系下节点的自然坐标为未知量,建立空间可展桥梁展开过程的动力学基本方程,将刚性杆长、套筒、边界约束、锁定条件、4节点等长剪刀撑、4节点刚性板的约束方程嵌入动力学方程,导出一组不含乘子且方程数等于结构自由度数的动力学方程.通过数值仿真,得出空间可展桥梁在展开过程中的各个状态及动力学参数.进行了缩比模型的研制,在电机驱动下能得到较好的控制并平稳展开,验证了该空间可展桥梁的合理性,也为空间可展桥梁的进一步研究提供了参考.     

拱型波纹钢屋盖结构动力特性分析

拱型波纹钢屋盖结构具有自重轻、造型优美、造价低、施工便捷等优点，是一种值得推广的结构形式。目前，国内外对这种结构的静力性能研究较多，而动力分析结果在相关刊物上并不多见。按照拱计算模型，对这种结构的动力特性进行了分析，提出了一种简捷快速的计算方法，并讨论了结构参数对结构动力特性的影响。     

长春市空间结构的成因解析

通过对长春市空间结构特征及其成因进行的分析，研究了各种因素在城市空间结构形成的过程中是如何产生影响和发挥作用的，以便在城市规划过程中能更有效地分析城市的空间结构和功能分区，使城市规划更科学、更符合实际，以对城市的发展建设起到真正的指导作用。     

张弦空间结构的构成形式与空间工作机理

从张弦结构的工作机理出发.介绍了具有代表性的安徽大学体育馆张弦梁式空间网壳结构、北京大学体育馆张弦辐射桁架壳体结构和泉州市体育馆张弦平行桁架壳体结构的拉索撑杆体系在既定的刚性结构下的布置形式.在对三个体育馆屋盖结构进行静力参数分析的基础上,总结了张弦结构的空间工作机理和张弦空间结构的体系特征.分析表明,根据张弦结构的工作机理可以将相同的刚性结构与不同布置形式的索杆体系相结合构造出结构性能存在差异的张弦空间结构;整体张弦网壳具有优于局部张弦网壳的结构性能;降低曲面刚性结构产生的强大支座推力,并使结构具有足够刚度的有效途径是将刚性结构与索杆体系相结合构成自平衡的预应力张弦结构.     

大跨度连续刚构桥静动载试验与分析

结合某大跨度连续刚构桥的静动载试验，通过现场实测结果与理论计算的对比分析，进一步掌握了该桥的实际工作状态，为科学地评价该桥结构的强度、刚度和结构的整体工作性能等提供了可靠的依据。     

双排桩支护结构空间受力敏感性研究

依托青岛某基坑开挖工程,采用ANSYS软件建立基坑双排桩支护结构的三维有限元分析模型,对其空间受力的参数敏感性进行了分析,研究结果表明:当排距为4倍桩径时,可充分发挥双排桩的整体性和后排桩对前排桩的锚固作用,在对双排桩进行结构分析时,要将双排桩和桩间土看成一个整体。     

斜拉局部3层网架结构静力及动力特性分析

提出了斜拉局部3层网架的结构形式,同时,利用ANSYS对该结构进行了静力及动力特性分析,并和斜拉双层网架进行对比,结果表明,这种结构空间性能明显提高。     

快速城镇化地区城镇体系空间结构优化研究

针对以快速城镇化地区的阶段性问题,以宿迁市为例,基于城镇体系的发展现状与存在的问题,结合区域协调、新型城镇化、城乡统筹等发展要求,对市域空间结构、等级规模、职能结构等进行了优化,以期促进宿迁市的快速平稳发展。     

空间结构节点设计研究进展与实践

结合近年来国内外空间结构节点设计研究的进展、GB 50017-2003 《钢结构设计规范》修订工作以及作者的工程实践,对空间结构中的螺栓球与焊接球节点、圆钢管与方钢管相贯节点、高强螺栓连接板节点、铸钢节点、球形钢支座、板式橡胶支座、向心关节轴承支座、连桥支座等的研究进展进行了较为全面回顾。对空间结构节点形式选择要点、节点设计的基本原则、各类节点对钢材性能的要求进行了探讨,对节点刚度、节点重量的估计方法、节点加工制作工艺与质量控制要点进行了分析。对各类节点设计中存在的问题以及相应的改进措施进行了阐述,并给出了有代表性的节点计算分析与工程应用实例。最后,对空间结构节点设计与研究未来的发展方向进行了展望。