大跨度张弦桁架自振特性参数分析

本文以广州会展126.6 m张弦桁架为工程背景,利用ANSYS的Block Lanczos法,分析了张弦桁架的自振特性。针对不同的矢跨比、垂跨比、撑杆数量及布置等变化参数进行了大量分析,得出各参数对张弦桁架结构自振特性的影响规律。     

辐射式张弦桁架结构的自振特性分析

利用ANSYS 软件中的子空间迭代法,分析了辐射式张弦桁架结构的自振特性,针对不同的参数,如辐射桁架臂数、矢跨比、垂跨比、撑杆数目、环向索数目、径向索预应力度和环向索预应力度等进行了大量参数分析,得出了各参数对辐射式张弦桁架结构的自振特性的影响及该结构的自振规律.     

大跨度张弦桁架的施工与监测

大跨度张弦桁架是近年我国迅速发展起来的一种新型钢管结构。它的主要优点和特点为刚度大，抗压和抗扭性能好，已在屋架、通廊桥架、厂房柱及其他特种结构中得到广泛应川．但目前对其工作机理研究还处在探索阶段，尤其是当钢管构件本身弯曲后，性能变化的研究更是缺乏。对张弦桁架的施工阶段和屋盖安装完毕后使用阶段进行应力检测和几何形变监测十分必要。     

大跨度预应力张弦桁架的吊装

广州国际会议展览中心采用了大跨度预应力张弦桁架结构．由于张弦桁架跨度大、重心高、侧向刚度较差等特点，吊装过程应考虑多种因素的影响，本对张弦桁架吊装过程中的几个问题进行了介绍与分析，为大跨度钢结构工程安装提供有益经验与建议。     

大跨度张弦梁结构的自振特性研究

建立了大跨度张弦梁结构非线性动力特性分析的有限元模型,首先分析了张弦梁结构的自振特性,探讨各阶频率及对应振型的分布规律,然后进行参数分析,主要从下弦索面积、恒载以及预应力等关键参数变化来比较,得出这些参数变化对结构自振特性的影响,从而得出一些有益于设计的结论。     

大跨度张弦桁架变形监测研究

基于广州国际会议展览中心的变形监测实践,本文系统地介绍了目前我国最大跨度张弦桁架变形监测的内容及方案。考虑到广州会展中心屋顶采用的大跨度预应力张弦桁架是一种新型结构,为了解张弦桁架在不同施工阶段的实际变形情况,在现场利用现代大地测量仪器和技术进行了变形监测。经工程实践,证明了利用现代大地测量仪器和技术完全可以满足大跨度张弦桁架变形监测的精度要求,同时得到了张弦桁架在受力张拉及屋面板、声光马道安装前后不同施工阶段的变形特性和参数,将实测值与理论计算值进行比较分析,发现张弦桁架在张拉阶段,变形的实测值大于理论计算值。而在安装阶段,变形的实测值小于理论计算值。这些将对以后同类工程的设计和施工优化有所帮助。     

大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析

为了研究大跨度张弦桁架结构的自振特性及其地震响应,首先应用有限元方法对结构的振型进行分析,然后通过时程分析法讨论张弦桁架结构在地震作用下的动力响应,主要研究了不同预应力、撑杆数、拉索横截面积及约束条件对其自振特性和地震响应的影响以及不同地震波对结构响应的影响。分析结果表明,张弦桁架结构的低阶振型以竖向振动为主,预应力、撑杆数、拉索横截面积对低阶振型影响很小,对结构的地震响应影响也很小;但约束条件对结构的低阶振型影响很大,对结构的地震响应影响也很大;结构的响应还与地震波有很大关系。     

辐射式张弦梁结构自振特性和地震响应分析

辐射式张弦梁结构是一种新型空间结构形式,具有结构受力合理、整体刚度大、造型美观、施工简单等优点.以该结构为研究对象,应用有限元方法对结构的频率和振型进行分析,运用时程分析法计算结构在地震作用下的地震响应,针对不同参数如矢跨比、垂跨比、撑杆数、斜索预应力值及不同地震波进行参数分析,得出了各参数对辐射式张弦梁结构地震响应的影响.计算结果表明,随着矢跨比和垂跨比的增大,辐射式张弦梁结构跨中竖向位移减小;而撑杆数目、索内预应力对结构影响不大.此外这种结构由于跨度大,因此对地震作用较为敏感.     

镇江体育会展馆张弦桁架优化设计分析

镇江体育会展馆屋盖属于大跨度张弦桁架结构.首先以整体结构为研究对象,除对单榀张弦桁架进行设计外,着重对张弦桁架的侧向支撑进行了简化和优化设计.根据本工程的特点,沿整体桁架四周增加了对称拉索.然后对优化前后结构的力学性能进行了分析.分析结果表明:优化后结构更加简单,施工安装难度大大降低,结构应力峰值减小,结构挠度减少;优化后结构的基频增加,地震响应峰值减小,竖向刚度大大增加,结构抵抗地震能力增强.因此,张弦桁架结构优化分析应根据整体结构的特点,除进行单榀张弦桁架优化外还应重视其侧向支撑的设计优化.     

大跨度空间张弦梁结构的设计分析

对预应力空间张弦梁结构进行设计计算,通过对计算结果的分析,认为空间张弦梁结构有着良好的受荷能力,抗震性能优越。     

大跨度张弦桁架结构的施工模拟研究

针对大跨度张弦桁架结构的初始状态的确定与施工过程的特点,本文以镇江体育馆大跨度张弦桁架结构为例,运用ANSYS有限元分析软件,采用两种施工模拟分析方法,对镇江体育馆的大型预应力张弦屋盖结构进行分析,并从结构的位移和应力两方面对两种施工模拟方法的优劣进行比较,从中选取较优的施工方法,用来对实际的施工过程进行预分析,对结构施工方案进行实时的评估和调整,并对某些部位可能出现的问题进行严格的控制,保证结构施工的安全顺利进行。     

大跨度预应力张弦桁架结构的设计与分析

本按照我国的有关规范（特别是荷载取值和材料强度取值）和风洞试验结果所提供的数据，对广州国际会议展览中心展览大厅钢屋盖126.6m跨度的预应力张弦立体桁架钢结构进行计算与分析。中主要对矢跨比、拉索数量、预应力度等三个参数进行了比较分析。     

大跨度预应力张弦桁架的滑移施工

根据现场条件和工期要求，广州国际会议展览中心展览大厅屋盖钢结构的安装采用了滑移施工方法，本文介绍了单榀张弦桁架及区间整体滑移过程中的几个问题与处理方法，为今后工程施工提供有益经验与建议。     

超大跨度张弦拱形桁架空间原位施工技术

某超大跨度张弦拱形桁架钢结构由于其跨度大高度大,不仅设置了结构主索,还在两端设置了向下的抗风稳定索,预应力索分成多段,受力和施工张拉更复杂.本文介绍了施工技术特点和具体吊装、张拉、卸载技术,解决了大跨度张弦拱形钢结构的受力索、稳定索之间的张拉以及临时支撑的卸载问题,可为今后工程提供借鉴.     

大跨度预应力张弦式管道试验与有限元分析

以一榀100 m跨度预应力张弦式管道为原型,设计了1∶15比例缩尺模型,在中国首次开展了张弦式管道在预应力张拉阶段、正常使用阶段及承载力极限阶段的受力全过程试验研究.基于ANSYS软件对试验全过程进行了非线性有限元模拟,并结合一致缺陷模态法与柱面弧长法,进行了同时考虑初始几何缺陷与几何非线性的屈曲分析.结果表明:半跨荷载对预应力张弦式管道较为不利,结构整体变形与上弦应力增长较为迅速;结构对平面外的初始几何缺陷较为敏感,半跨荷载下的屈曲临界荷载较全跨荷载作用时稍低;结构具有可靠的稳定性与较大的安全储备,极限承载力达到设计荷载的2.68倍;有限元计算值与试验结果吻合良好;该非线性有限元分析方法能较好地实现对预应力张弦式管道受力全过程的模拟.     

245m超大跨度拱形预应力张弦桁架结构设计与施工

为实现料场全封闭,针对某245m跨度料场封闭项目,介绍了超大跨度拱形预应力张弦桁架结构的设计要点及施工方案。首先,对结构断面进行选型,建立有限元模型,对结构进行强度、刚度、稳定性分析以及节点分析。其次,根据项目特点,介绍了主体钢结构的累积滑移法施工流程,提出了一种顶面带倾斜角的钢筋混凝土滑移墙结构,并采用了一种逆向累积滑移法施工方案完成主体钢结构的安装。分析结果表明,结构各项计算指标均满足相关规范要求,合理的结构断面形式可节约主体结构成本,施工采用滑移墙及采用逆向累计滑移法施工可确保主体钢结构顺利就位,降低施工措施费用,对确保施工工期起到关键作用。     

非线性对大跨度张弦空间管桁结构荷载效应的影响

以某展览馆屋盖工程为例建立有限元模型,利用ANSYS有限元软件及其APDL参数化语言建模计算分析,并在张弦管桁结构各个部位选择部分节点的位移和杆件的轴力,分析非线性对大跨度张弦管桁结构荷载效应的影响。研究表明:90m跨单榀张弦空间管桁结构在静态荷载(主要是指恒载、活载)的作用下,是否考虑非线性,对节点位移和轴力的影响总体较小,对轴力影响相对较大的是撑杆。就整体结构而言,材料非线性的影响较小。     

空间管桁架屋盖结构抗震性能分析

通过有限元软件SAP2000对某体育馆的钢管桁架屋盖进行分析研究,着重对其自振特点进行分析,进而研究屋盖整体结构在地震作用下的抗震特性,结果表明：钢管桁架屋盖结构的自振特性比较复杂,高阶振型是抗震分析时需考虑因素之一,水平地震作用下屋盖结构反应不明显,结构具有较好的刚度。     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

大跨度钢桁架拱桥结构仿真分析

南沙某大桥是一座主跨436 m的大跨度中承式钢桁架拱桥,为了分析研究在100年一遇的风速、温度荷载和车辆荷载等复杂外力作用下该大桥结构受力的安全性,采用Midas/Civil分析软件对该大桥建立了空间有限元模型,分析验算了该大桥运营状态下的应力和变形特征。结果表明:在成桥营运阶段,该大跨度钢桁架拱桥的挠度和应力满足《铁路桥梁钢结构设计规范:TB10091—2017》^[1]要求,钢桁架杆件和吊杆的强度、稳定、疲劳等满足文献[1]要求;同时该桥的主拱拱顶拱脚、主梁跨中及最边侧部位吊杆为同类构件中结构内力最不利位置,在运营期间应重点关注,定期检查。