预应力网壳结构中加劲板式橡胶支座的计算模型及设计

浅网壳施加预应力的目的,一是调整网壳内力分布,控制网壳变形;二是保证网壳在正常使用阶段基本成自平衡系,减小网壳在支座处的巨大水平推力,使下部支承结构始终处于小偏心受压状态,充分发挥支承结构的承重作用。这类结构的支座选型十分重要。分析表明采用综合力学性能好的加劲板式橡胶支座较为合理。本文介绍了一种预应力网壳的加劲板式橡胶支座模型设计方法。采用这种方法设计的支座能使网壳较充分地利用预应力,施工期间下部支承所受的最大水平外力只不过是橡胶垫与预埋板之间产生的最大静摩擦力而已;在正常使用阶段则能保证预应力网壳本身基本构成力自平衡系,并有效地将网壳与支承结构连成整体。     

带锚栓的加劲板式橡胶支座使用阶段的水平刚度

在大跨度柱支承钢网格结构的橡胶支座中设置锚栓,能有效防止屋盖在极端情况(如罕遇地震、负风压)下脱离出支承柱。为了不妨碍橡胶垫在正常使用条件下变形,在锚栓和锚孔之间留有与该变形相适应的净距。本文分析这类支座在橡胶垫与锚栓接触前后的水平刚度。与支座变形相一致,进行了接触问题的近似分析,得到了一个便于计算机编程的刚度函数算式。一个四柱支承大跨度预应力浅网壳结构的有限弹性变形分析表明,锚栓对计算结果影响较大。     

宿迁市文体馆预应力网壳结构设计施工

在网壳中施加预应力 ,可有效地调节各杆件及球节点内力 ,减小结构变形 ,同时可平衡网壳在支座处产生的水平推力。结合一工程实践 ,介绍了预应力筋在网壳中的布置形式及相关的预应力设计施工技术     

拉索预应力空间网格结构在我国的研究和应用

拉索预应力空间网格结构由钢索和空间网格结构组成 ,空间网格结构包括网架、网壳、组合网架及组合网壳等结构 ,通过张拉钢索对空间网格结构施加预应力 ,钢索和空间网格结构形成自相平衡体系 ,而不需要其他构件承受钢索的拉力。对空间网格结构施加预应力可改善空间网格结构受力状态 ,降低结构内力峰值 ,增大结构刚度 ,提高结构承载力 ,预应力使杆件反复受力 ,充分发挥材料的强度 ,从而降低了结构耗钢量 ,节省了造价。对网壳及组合网壳结构 ,还可减小支座的水平推力 ,甚至不产生水平推力 ,在竖向荷载作用下 ,支座只有竖向反力 ,改善了网壳及组…     

宿迁市文体馆预应力网壳结构施工技术

在网壳中施加预应力，可以有效地调节各杆件及球节点内力，减小结构变形，同时可以平衡网壳在支座处产生的水平推力。本结合工程实践，介绍了预应力筋在网壳中布置形式及相关的预应力施工技术。     

预应力钢网壳的某些静力性能研究

在网壳结构下部用预应力钢索施加与外荷载作用下方向相反的力，对改善网壳结构的受力状态，提高结构承载能力，增强结构的整体刚度、节约钢材、降低造价等有利，本文进行了预应力短程线型钢网壳计算理论的研究，给出了预应力索单元的刚度矩陈，编制了空间杆系有限无理论的预应力网壳五阶段全过程设计的静力分析程序，结合已完工的攀枝花体育馆屋盖网壳结构的工程实例，探讨了短程线型钢网壳的自重、拉索预应力和设计荷载作用下结构的内力及位移的分布规律、索力的优选、预应力损失以及支座约束变化对网壳内力和位移的影响，还对比了风壳在不同预应力张拉顺序及有无预应力时的计算结果。     

双层曲面球形网壳结构支座刚度研究

根据实际工况建立双层曲面球形网壳的有限元分析模型,研究网壳架体与混凝土柱之间连接支座分别采用固定铰支座、滑动铰支座和弹性铰支座3种情况对网壳结构的影响,以及采用不同水平支承刚度的弹性铰支座时网壳结构杆件受力性能的变化情况。研究结果表明,采用弹性铰支座时网壳结构杆件轴力比采用固定铰支座和滑动铰支座小;从支座选型对网壳结构杆件受力的影响来看,采用有一定支承刚度的弹性铰支座对结构更有利;弹性支座的刚度建议取为2 000 k N/m。     

预应力局部单双层扁网壳的参数分析与近似优化

预应力局部单、双层扁网壳具有较好的室内视觉效果和良好的经济性。其结构参数的确定属多级别优化问题,实施困难。为满足初步设计的需要,提出采用均匀设计法进行结构的参数分析与近似优化。它可利用现有软件来实现。作为算例,对一个柱支承预应力扁网壳进行了参数分析,得到了网壳用钢量、变形和极限荷载系数与三个主要设计参数(单层部分材料设计应力折减系数、单层部分范围和预应力值)之间的近似函数关系,并找出了满足规范要求的各参数之间的较理想的最优水平组合。设计检验说明了分析结果的可靠性。该方法可为解决类似优化问题提供参考。     

有无顶部网壳协同作用的超大直径贮煤筒仓有限元分析

以直径为120 m的巨型封闭式圆形混凝土储煤浅筒仓为研究对象,穹顶为网壳,其顶部网壳支座形式采用悬臂短柱铰接(支座Ⅰ)、橡胶支座支承(支座Ⅱ)、径向释放橡胶支承(支座Ⅲ),分别对整体筒仓在不均匀堆载与环境温度作用下的协同作用进行了有限元分析,主要对筒仓的位移变形、环向应力、环向轴力分布进行了系统的对比分析;对采用3种支座形式的筒仓整体模型进行了地震反应谱分析;最后对顶部网壳采用支座Ⅲ的整体筒仓模型与对应的无顶部网壳筒仓模型在不均匀堆载与环境温度条件下的位移变形与环向应力进行了对比分析。通过分析,对以往把顶部网壳的作用简单等效为节点荷载作用于筒仓顶部的研究结果进行了探讨。     

FPB安装位置对柱支承K8型单层球面网壳结构力学性能的影响

针对FPB 2种不同安装位置(FPB-柱顶和FPB-柱底),开展了柱支承K8型单层球面网壳结构力学性能方面的研究。静力方面,从内力、变形及稳定性3个方面进行分析,结果表明,当FPB安装在柱底时,FPB和铰支座网壳结构静力力学性能相近,且优于FPB-柱顶网壳结构。动力方面,探讨了FPB安装位置的不同对网壳结构抗震性能的影响,结果显示,水平地震作用下,FPB-柱顶结构的减震效果明显优于FPB-柱底结构,减震效果相差约15%;竖向地震作用下,从杆件内力及节点加速度2个方面分析,FPB-柱顶网壳结构减震效果明显优于FPB-柱底结构,而随着PGA增大,FPB-柱顶网壳结构竖向相对变形逐渐大于FPB-柱底结构。     

索承网壳结构成形模型试验研究

对目前在国内外引起广泛关注的大跨度空间索承网壳结构进行了成形即预应力张拉阶段的试验研究。介绍了索承网壳结构的连接方式、施工方法、张拉过程及其数值模拟计算,并按模拟计算工序和参数建立了索承网壳试验模型。实施操作与测试结果证明了逐环拼装张拉成形的施工方法和施工张拉顺序的可行性。与试验结果的比较表明,用循环前进分析方法进行施工全过程仿真分析是适用的,对正确建立索承网壳结构的设计理论及工程应用具有指导意义。     

Optimisation of a prestressed fibre-reinforced polymer shell for composite bridge deck

This paper proposes a prestressed fibre-reinforced polymer (FRP) shell for composite bridge deck with FRP and concrete. Geometric parameters including cross-section shape, arch radius and number of arches were first optimised by the finite element (FE) method. A self-balancing prestressed basalt FRP (BFRP) shell system was proposed to resist the deformation under construction load and to enhance the integrated mechanical behaviour. The mechanical behaviour of the proposed FRP shell were examined under a simulated construction load. The stresses and deformations of the FRP shell were analysed during both prestress tensioning and construction loading. A static test was further conducted on the BFRP shell-concrete composited bridge deck to verify prestressing effect. The results show a corrugated cross-section with two arches on its lower flange further enhances the stiffness of FRP shell for a composite bridge deck. The prestressed FRP shell offsets the deformation under construction by the camber and exhibits more linear structural behaviour when compared to the non-prestressed BFRP shell. The stress monitored during loading indicates a superior integrated behaviour of the FRP shell and prestressing FRP laminates. Furthermore, the load-displacement relationship of prestressed composite bridge deck demonstrates a high loading capacity and small deflection at serviceability limit state.     

柱承重模块化钢框架抗侧刚度足尺试验与理论计算方法研究

作为高度集成的预制装配化建筑形式之一,柱承重箱式模块化钢结构建筑因成本低、效率高和节能环保等优势成为工业化建筑结构的发展热点。为得到该类结构在水平荷载作用下的受力性能,提出基于D值法的修正分析方法,并对足尺双层单跨柱承重箱式模块化钢结构进行水平荷载作用下的受力性能试验,得到了结构的整体抗侧刚度,分析了加载过程中结构的受力和变形特征,提出了结构在水平静力荷载作用下的简化分析模型,并对其准确性进行了验证。结果表明：柱承重箱式模块化钢结构能够较好地抵抗水平荷载作用,在达到现行规范要求的柱顶位移限值时节点未出现明显破坏;采用简化分析模型能够快速地计算箱式模块化钢结构的抗侧刚度,其结果比传统理论计算方法的更为精确。     

索承网壳结构成形阶段拉索张拉顺序的研究

对目前正在国内外引起广泛关注的索承网壳结构提出逐环拼装张拉成形的新型无脚手架施工方法,并利用循环前进分析方法进行施工全过程仿真分析,通过比较不同拉索张拉方式,给出合理的拉索张拉顺序和张拉方案。     

凯维特单层球面网壳抗火性能研究

利用软件ABAQUS进行了凯维特单层球面网壳抗火非线性全过程分析,研究了网壳结构火灾高温下变形发展规律、耐火极限状态以及耐火极限的影响因素。分析表明,火灾中的网壳首先表现为以热膨胀变形为主,然后由于材料软化导致整体失稳;火源位置对网壳的耐火极限有明显的影响;承载水平升高,耐火极限降低。     

弦支穹顶结构施工模拟研究

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部张拉索杆体系组合而成的一种新型杂交空间结构,具有非常广阔的应用前景。在介绍弦支穹顶结构施工分析研究现状的同时,指出施工全过程分析中的关键问题是结构模型的几何确定和施加预应力的控制,并对模型试验进行研究,根据张拉单元、同时张拉点数、预应力施加水平等具体情况提出了2种张拉方案,并对理论值和实测值进行了对比。此研究可为弦支穹顶工程的施工提供参考。