新广州站中央采光带结构静力特性及整体稳定性分析

通过对新广州站中央采光带杂交结构体系进行静力特性及整体稳定承载能力的研究,分析了上弦钢杆件截面积、预应力拉杆和下弦拉索截面积及其预应力水平等参数对其整体稳定承载能力的影响,并利用一致缺陷模态法分析了各种初始缺陷模式以及缺陷大小的影响。分析结果表明：杂交体系中下部索杆体系和上部面内拉杆可以较大地提高结构的刚度;材料非线性...     

空腹索桁张力结构初始预应力、静力性能及误差敏感性的模型试验研究

为进一步探索空腹索桁张力结构初始预应力分布、静力性能及误差敏感性,在理论分析的基础上,设计加工了一直径5m的结构模型.提出了该模型支承平台、可调索杆、连接节点等加工制作方案及基于最小二乘法的各测点内力-应变关系拟合方法,考察了张拉各构件到设计长度时的体系初始预应力分布,模型在满跨、半跨和1/4跨等多种荷载工况下的静力响应及通过调整杆件长度模拟杆长误差以考察长度的误差敏感性.研究表明,当所有构件都张拉到设计长度时,空腹索桁张力结构初始预应力分布将达到设计值;结构在不对称荷载作用下易发生平面外失稳,平面外刚度较差,而在整体均布荷载作用下表现出良好的承载性能;环索长度误差敏感性最明显,脊索、斜索次之,桅杆最弱.初内力分布、多种荷载工况下的静力响应及误差敏感性分析理论值与实测值基本吻合,表明了理论分析的正确性和模型设计的有效性.     

高层剪力墙结构减震设计的静动力分析法

采用三维空间模型的静力弹塑性分析方法、弯剪型层模型的非线性时程分析方法相结合的静动力分析法,对江苏宿迁某19层剪力墙结构进行了黏滞阻尼消能减震分析。首先对该结构进行了三维空间静力弹塑性分析,得到了该结构的层间恢复力曲线;在此基础上,建立了该结构的弯剪型层模型,进行了非线性时程分析,并研究了非线性黏滞流体阻尼器对高层剪力墙结构地震响应的振动控制。结果表明:采用静动力分析法可以评估剪力墙结构的弹塑性抗震性能,为工程结构设计提供参考,为类似结构提供借鉴。     

墙体受拉对框架-核心筒结构抗震性能的影响

以一个8度区、98m高的框架-核心筒结构为例,通过静力非线性分析和动力弹塑性时程分析,研究在水平荷载作用下墙体出现受拉情况后,结构抗震性能的变化和破坏模式的发展。结果表明,墙体受拉后,抗侧刚度快速下降,内力发生重分布,受拉、受压墙肢承担的内力差异增大;受压侧墙肢承担了主要内力,结构最终因首层受压侧墙肢压弯承载力不足、无法继续抵抗外力而破坏。     

力形结合求解索杆结构自应力模态

索杆张力结构是指由索和杆为基本单元,通过施加预应力提供结构刚度的一类空间结构体系。自应力模态是索杆张力结构满足结构自平衡的内力模态,自应力模态的确定是结构后续受力分析及性能研究的基础。提出的力形结合法是在结构初始几何形态的基础上,充分考虑结构的对称性及索受拉、杆受压的特性,依据结构内力自平衡的要求,直接求解出一组自应力模态,该组模态是一组实际可行的杆件内力分布状态。     

节点轴向刚度对圆柱面巨型网格结构静力性能的影响研究

分别利用弹簧单元和大面积梁单元模拟节点轴向刚度和节点域,建立轴向半刚性节点结构的数值分析模型,考虑几何非线性和初始缺陷的影响,进行承载全过程跟踪分析,研究节点轴向刚度对结构静力稳定性、内力和位移的影响。结果表明:轴向刚度对结构影响较大,随着轴向刚度增大,稳定承载力随之增大,杆件内力分布趋于均匀,结构位移减小。进而研究了常用焊接球轴向半刚性节点结构的静力性能。结果显示:考虑实际节点轴向刚度后,稳定极限承载力比节点轴向刚性最大降低30.4%,最大挠度增大16.9%,可见节点刚接或是铰接则过高估计了结构的性能,但经计算发现轴向半刚性节点结构仍然满足设计要求。     

体外预应力简支梁受力性能研究与非线性分析

根据四根体外预应力简支梁的试验,得出体外预应力简支梁在非线性状态下的反应,并利用大变形条件下的杆件结构变形推导了包括几何非线性和材料非线性的单元刚度矩阵,同时编制了非线性有限元程序进行验证.鉴于以往关于体外预应力结构对于预应力筋随外力的变化介绍较少,本文在以往一些学者所作的工作的基础上,提出了预应力筋在转向块处的受力模型,并与本文的试验结果进行比较,结果证明所选用的方法是正确的.     

钢桁架桥梁的静力及地震响应分析

与其他桥型对比,桁架桥结构自重轻、造型简单,由上弦、下弦及腹杆组成桁片,各杆件协同受力,具有有效利用材料、便于节段拼装和施工快捷等优点。基于大型通用计算软件ANSYS对某桁架桥进行了静力和地震时程分析,计算关键部位的位移和内力响应的最大值,从而得到桁架桥的静动力特性和抗震性能。     

凯威特球面巨型网格结构的动力特性及抗震分析

凯威特球面巨型网格结构的网格大小均匀,具有良好的受力性能,且刚度大、重量轻,适合于功能性较强的大跨度结构。利用ANSYS有限元分析软件对凯威特球面巨型网格结构进行动力特性分析,讨论矢跨比、跨度、支座约束等参数对自振特性的影响,应用时程分析法对其进行抗震计算,并对结构杆件的动、静内力值进行比较,为该结构的抗震性能研究以及工程应用提供理论基础。     

环形交叉索桁结构的静力性能分析(英文)

基于平面索桁结构提出了一种新型的空间索杆结构,命名为环形交叉索桁结构.该结构可以显著改善车辐式索桁结构抗连续倒塌性能较弱的不足.基于ANSYS软件,采用非线性弧长法,分析了环形交叉索桁结构的静力性能.分析中考虑了满跨均布荷载、半跨均布荷载以等多种工况组合以及预应力变化对结构性能的影响.研究结果表明环形交叉索桁结构具有整体刚度好、内力分布合理等优势,预应力变化对结构刚度影响显著.环形交叉索桁结构的提出可为其它索杆结构的改良提供参考.     

输水隧道动力模型试验中相似比尺规律的探讨

结构动力模型试验与动力模型破坏试验中,保持模型与原型相似的基本要求与处理技巧根据试验目的不同,而有所差别。这里就地下输水隧道考虑流-固耦合的动力模型试验进行理论研究和数值模拟,研究中根据工程的实际及模型试验选料的经济实用性,提出当原型与模型弹性模量不相等时的动力相似比尺是以围岩的弹性模量比来计算的规律。为今后复杂的地下水工结构动力模型的结构动力特性和破坏试验的相似问题拓宽思路,提供有用的参考价值。     

点支式玻璃幕墙张拉索杆支承体系自振特性参数分析

张拉索杆结构是点支式玻璃幕墙最常见的支承体系之一,属于一种柔性结构,对外荷载的作用比较敏感。建立了点支式玻璃幕墙张拉索杆支承体系的非线性动力特性分析的有限元模型,分析了该结构的自振频率与各阶振型,并进一步研究了初始预拉力、拉索截面面积、撑杆截面面积和撑杆长度几个主要的设计参数以及玻璃质量变化对该结构的自振频率的影响。     

预应力加肋网壳结构的动力性能分析

本在简单回顾网壳结构现状后，提出一种预应力加肋网壳结构，并对它进行了动力性能研究。中采用反应谱法和时程分析法对该类结构进行了动内力的计算，通过计算分析，得到该类结构应采用时程法计算动内力的结论。此外，还研究了矢跨比、质量对结构动内力的影响；同时，通过对结构中某些构件动内力的时程曲线的研究，指出索中施加预应力的必要性。本结论可供实际工程设计时借鉴。     

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。     

Wind-Induced vibration responses of prestressed double-layered spherical latticed shells

This paper focuses on the wind-induced vibration response of prestressed double-layered spherical latticed shell (PDSLS) structures by adopting time-domain analysis method. Welch spectrum analysis method is used to make precision evaluation of power spectrum of fluctuating wind speed time history simulated by weighted amplitude wavelet superposition (WAWS) method and linear filtering method of auto-regression (AR) model. Results show that the two methods produce little precision difference, but AR method is far more efficient than WAWS and is more suitable for wind speed simulation of PDSLSs. The effect of various parameters on the wind-induced vibration response of PDSLS structures are comprehensively investigated, including rise-span ratio, span, shell thickness, elastic constraint stiffness, prestress value, with or without cables and cable layout scheme. Results show that rise-span ratio and span are the major factors that affect wind-induced vibration response of PDSLSs. When cables are set, the wind vibration coefficient of nodal vertical displacement becomes smaller and more equally distributed, which demonstrates that PDSLSs are less sensitive to fluctuating wind effect than common latticed shell structures without cables. Finally, based on the envelopment concept and with the maximum dynamic and average wind-induced displacement responses as control indicators, the calculating method for global wind vibration coefficient (GWVC) of PDSLSs is proposed and the value with usual design parameters is given. Meanwhile, when the structure is made static analysis by means of the equivalent static wind load obtained from GWVC, the obtained internal member force response is relatively accordant with the actual response got from time-history analysis, and is a little safer.     

Pretension process analysis of prestressed space grid structures

Prestressed space grid structures have been widely applied in long span structures for many years. The key problem of such structures is how to control the prestressing force during the pretensioning process. An initial internal force (IIF) method for pretension process analysis of prestressed space grid structures is proposed in this paper. With this method, the control force of a prestressed member can be calculated. By pretensioning members to the control value, the final force of prestressed members, which is generally designed before pretension, will be obtained successfully. Furthermore, the internal force of unprestressed members and the nodal displacements can be obtained easily when the structure is pretensioned by different schemes, such as one member is assembled and pretensioned, several members are assembled and pretensioned synchronously, or members are pretensioned step by step. During the computation, the global stiffness matrix of the structure is assembled once and can be employed directly or with some local modifications under different pretension conditions. The computational rate is thus greatly improved. The numerical results show that the proposed method is correct, reliable and effective and can be applied to linear analysis of prestressed structures.     

分段降刚度法--混凝土杆系结构的一种简化试验分析方法

针对预应力混凝土和钢筋混凝土超静定杆系结构试验中进入非弹性状态后的结构内力难以准确测定的事实,本文提出了一种用于试验结构内力分析的简化方法——分段降刚度法。该方法根据试验中观测到的各杆件区段的受力状态,将各杆件依其刚度退化程度分为有限区段,并设定各区段刚度退化相对水准;再以试验中准确测得的关键变形量为校准点,经多次调试找到能给出该关键变形量的各杆件刚度降低系数;并认为用各杆件区段降低后的刚度经弹性分析求得的内力能反映试验结构的真实内力。经与一榀两跨单层大尺寸预应力框架考虑内力重分布的试验结果对比,初步证明本文所提方法有效。     

Finite element modeling of cable sliding and its effect on dynamic response of cable-supported truss

The cable system of cable-supported structures usually bears high tension forces, and clip joints may fail to resist cable sliding in cases of earthquake excitations or sudden cable breaks. A analytical method that considers the dynamic cable sliding effect is proposed in this paper. Cable sliding behaviors and the resultant dynamic responses are solved by combining the vector form intrinsic finite element framework with cable force redistribution calculations that consider joint frictions. The cable sliding effect and the frictional tension loss are solved with the original length method that uses cable length and the original length relations. Then, the balanced tension distributions are calculated after frictional sliding. The proposed analytical method is achieved within MATLAB and applied to simulate the dynamic response of a cable-supported plane truss under seismic excitation and sudden cable break. During seismic excitations, the cable sliding behavior in the cable-supported truss have an averaging effect on the oscillation magnitudes, but it also magnifies the internal force response in the upper truss structure. The slidable cable joints can greatly reduce the ability of a cable system to resist sudden cable breaks, while strong friction resistances at the cable-strut joints can help retain internal forces.     

地震作用下边坡预应力锚索振动台试验研究

为研究边坡预应力锚索在地震作用下的动力响应,采用振动台进行预应力锚索支护岩质边坡模型试验。模型试验相似关系依据重力相似律及量纲分析法推导。输入Wolong,El Centrol,TAFT三种地震波,监测锚索轴力、坡面加速度和位移时程,研究预应力锚索轴力和预应力损失在地震作用下的动力特性、边坡在锚索支护下的整体稳定性。结果表明:不同地震作用下,锚索的轴力和预应力损失动力响应不同,试验中锚索的预应力损失最大达15.7%,随着输入地震波峰值的增大,锚索预应力损失呈先增大后减小的趋势,达到临界值后,不再发生预应力损失。建议预应力锚索抗震设计时,施加的预应力应该达到预应力设计值的1.1～1.2倍,高于静力情况下的值。该研究结果可为更加合理的进行边坡预应力锚索抗震设计提供良好的基础。     

某复杂高层建筑结构设计分析

针对某双塔复杂高层建筑,通过振型分解反应谱法、弹塑性静力、动力时程分析,对比分析了结构不同方向在不同地震动作用下的位移和内力响应,并提出了结构超限设计的处理措施,以提高结构的抗震性能。