武汉市游泳馆屋顶网架结构安全预警方法研究

以武汉市游泳馆屋顶网架结构为工程背景,根据屋顶网架结构的特点,研究了该结构的安全预警方法。考虑到屋顶设置了"V"型天窗,天窗处积雪是该结构的最大安全隐患。因此,合理建立积雪的天窗有限元模型和识别积雪厚度是此结构安全预警实现的关键。据此,基于雪的唯象本构关系,根据武汉市的气候特点,建立了适合于结构安全预警的积雪天沟板有限元模型。根据天窗处天沟板的应变与积雪厚度存在着一一对应的映射关系,通过在网架结构易积雪的天窗处布置应变传感器采集应变信息,采用模糊模式识别理论,实时自动识别作用在网架结构天窗处的积雪厚度,达到对该网架结构的积雪厚度进行安全预警的目的。     

武汉游泳馆屋顶网架结构雪荷载模糊模式识别

以武汉体育中心游泳馆屋顶网架结构为工程背景,设计了网架结构安全预警系统中的积雪自动报警子系统.该系统通过在网架结构易积雪的天窗处布置应变传感器采集应变信息,采用模糊模式识别理论,实时自动识别作用在网架结构天窗处的积雪厚度,及时告知用户,达到对该网架结构的积雪厚度进行安全预警的目的.     

网架结构安装应力的影响机理

为研究网架结构杆件安装应力的分布特征，对跨度为4、5、6 m各3个，共9个网架模型进行了安装应力试验测量。为说明安装应力对网架极限承载力的影响，对跨度6 m的试验模型进行了极限承载力试验，并将结果与基于理想弹塑性、马歇尔压杆模型的Abaqus非线性分析结果进行了对比。安装应力测量结果表明：少数杆件安装应力接近甚至超过稳定应力。承载力对比表明：试验承载力比理论承载力下降了17.9%，结构安全储备仅为1.25。安装应力通过破坏结构原有对称性、产生杆件初弯曲、促使压杆提前失稳等方式影响网架结构性能，危害网架结构的安全。网架设计特别是满应力设计应当充分考虑安装应力的不利影响。     

基于应变模态的网架结构损伤识别模型试验研究

制作了大比例的空间钢网架结构试验模型,并采用将部分原杆件替换为截面面积较小杆件的方式模拟了结构的损伤,包括上弦、下弦、腹杆等单构件的损伤以及它们之间的组合损伤.通过锤击法直接测试分别获得完好及不同损伤工况下试验模型的部分应变模态参数,将各损伤工况与完好工况下试验模型的应变模态参数进行对比,可以成功识别出网架模型损伤的发生以及部分较为重要杆件损伤发生的位置,随后对试验中不同杆件损伤识别效果的规律进行了归纳,并在结合该网架试验模型动力特性数值分析结果的基础上对损伤识别效果的原因进行了分析,为网架结构损伤识别的实际工程应用和开展相关研究提供了参考和借鉴.     

基于健康监测数据和贝叶斯网络的结构失效概率评估

基于健康监测数据和贝叶斯网络(BN)，提出结构体系失效概率的实时评估方法，用于结构整体安全状态的动态评价.根据结构响应监测数据建立贝叶斯动态线性模型(BDLM)，估计结构荷载效应的概率分布，同时结合结构抗力分布，计算构件的时变可靠指标；根据结构主要失效模式构建贝叶斯网络，以描述构件失效与结构整体失效间的依赖关系；通过贝叶斯网络的概率递推从构件可靠指标求得结构体系失效概率，实现结构整体安全状态的量化评估.利用三杆桁架模型的数值模拟数据和某单层网壳结构静力破坏试验过程的实测数据对该方法进行验证.结果表明，所提出的结构失效概率评估方法较好地量化了结构的安全状态，并成功预警了结构体系的破坏.     

某商业中心屋面复杂网架结构分析

某商业中心屋面网架结构空间几何造型复杂,跨度和局部悬挑都较大,并且限制网架厚度.采用SAP2000结构分析软件对该屋面网架结构进行了有限元分析,通过对结构的模态分析得到了结构的振型和自振周期,又对结构进行了反应谱分析从而得到了结构的基底剪力和倾覆力矩,通过内力计算得出了杆件截面并做出了优化.对支座采取了构造措施,使用橡胶支座和滑动支座,达到了更好地释放温度应力的效果.     

钢管混凝土组合网架的应用研究

在网架结构的受压上弦杆件中,当杆件直径超过76mm时,采用钢管混凝土构件替代空钢管可达到节省钢材、降低造价的目的,同时该组合网架的设计计算及施工安装与原网架结构基本无变化。中提供了组合网架的杆件替换的计算方法,可供有关人员参考。     

网架结构连续倒塌性能的试验研究

进行了跨度为1.25 m、5×5网格、网格尺寸0.25 m×0.25 m、高度0.175 m的四角锥网架结构模型的连续倒塌试验,研究网架结构受力最大的腹杆初始失效后,网架结构其余杆件受力变化及结构的连续倒塌全过程,观测杆件的荷载-应力曲线、荷载-位移曲线,分析网架结构连续倒塌的性能和特点。网架结构的连续倒塌主要是由受压杆件的屈曲失稳引起的,破坏比较突然。     

结构优化中的特征应力约束及相应的安全度目标

本文给出了可用于实际工程结构优化设计的特征应力约束和相应的安全度目标及有关算例.采用本特征应力约束可成功地用一个约束代替数量很大的各构件强度与稳定性约束,给优化计算带来很大方便.相应的安全度目标可解决一般工程技术人员希望自己设计的结构宁愿较重也要安全不易破坏的心理要求,使结构优化更能适应工程实际.     

随机制作偏差影响下的网架结构性能分析

假定网架结构制作偏差近似服从正态随机分布,利用舍选法实现了正态随机变量的抽样。采用空间有限元和概率方法,分析了网架结构由于制作偏差引起的初始应力和初始位移。正交正放四角锥网架的算例结果表明,随机制作偏差可以引起的较大的初始应力,使得网架结构局部杆件发生失稳破坏,从而对结构的承载力有较大影响,不容忽视。提出的思路和方法对空间网架结构的设计以及制作加工都具有指导意义。     

基于齿行法的仅受应力约束的连续梁结构优化计算

论述了运用齿行法对静定或超静定结构进行结构优化计算的优势,并在此基础上详细给出了其具体的算法步骤。在此理论基础上,运用齿行法对一仅受应力约束的连续梁实例进行结构优化分析。分析表明,齿行法在解决仅有应力约束的静定或超静定结构结构优化问题时,它一方面利用满应力条     

上海源深体育馆预应力张弦梁施工监测研究

基于有限元软件ANSYS10．0,对上海源深体育馆预应力张弦梁进行了施工全过程有限元模拟,并采用位移传感器、振弦式应变计和索力动测仪等较先进的传感测量仪器对施工过程中的结构变形与构件截面应力进行了实时监测。结果表明：上海源深体育馆预应力张弦梁在施工过程中的变形满足设计要求;结构侧向稳定性良好,各构件均处于弹性工作状态,结构在施工中是安全的;由于连梁、檩条等连接构件的存在,各榀张弦梁存在较大的相互影响,结构具有良好的整体性;监测结果与ANSYS10．0计算结果吻合较好。     

细长钢管混凝土构件混凝土应变测试

钢管混凝土桁梁是一种新型组合结构,管内混凝土应变状态是定义这种结构的关键指标之一,但其弦杆管径较小而长细比较大,很难准确测得弦杆管内混凝土应变。本文结合钢管混凝土桁梁受力性能试验研究,开发了内埋式混凝土应变计及其定位构造,并设计了配套的普通强度等级自密实混凝土的配合比和浇筑工艺。应用结果表明,本文开发的小管径、大长细比的钢管混凝土构件管内混凝土应变测试技术,可以减少结构损伤,造价低廉,而且设计和施工简便,可推广应用于钢管混凝土桁梁等新型组合结构的室内小比例模型。     

复合材料层压结构系统的可靠性分析方法

本文针对复合材料层压结构的特点提出层压结构系统可靠性分析的变刚度全量载荷法。根据元件利用率的大小找出临界元件,然后采用分类组合临界元件的方法枚举结构系统的破坏模式,从而得到结构系统的破坏树。由各单一破坏模式的破坏概率和计及两个破坏模式间相关系数的二阶共概率求得结构系统的可靠度。利用破坏模式删除和合并的原则使结构系统破坏概率的计算大为简化。通过算例表明本文提出的确认复合材料结构系统主要破坏模式的方法是有效的,尤其对大型复杂结构更显出它的优点。     

中心配索式预应力钢管混凝土轴压构件临界力理论分析方法

本文利用有限元法、共轭法对具有侧向水平弹性约束的轴心受压构件临界力的计算方法进行了分析和推导，所建立的理论计算方法概念明确、计算简便．为进行中心配索式预应力钢管混凝土结构的轴压构件临界力计算奠定了理论基础。     

张弦立体桁架抗扭刚度对结构稳定性能的影响

以某实际张弦立体桁架结构为基础,通过在结构中布置不同数量的连系桁架形成4个计算模型.计算这4个模型在不同矢高、垂距、桁架高度、拉索截面及其预应力情况下的失稳模式,结果显示所有情况下结构失稳时立体桁架均发生明显的扭转变形.利用理论分析方法及有限元法研究立体桁架的抗扭刚度及其对结构稳定性的影响,发现张弦立体桁架结构的稳定承载力会随着立体桁架扭转刚度的增加而增加.当立体桁架上弦仅有横向支撑时,结构的扭转刚度主要取决于横撑的弯曲刚度,此时须保证横撑与主管刚性连接,否则立体桁架在扭矩作用下可能形成局部瞬变体系而丧失抗扭转能力.在横撑基础上附加斜向支撑是解决瞬变问题的有效方法,研究表明斜撑可以极大地提高结构的抗扭刚度,进而提升张弦立体桁架结构的整体稳定承载力.     

点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法

点蚀是一种局部和剧烈的腐蚀形态,导致钢结构构件力学性能退化,突然之间发生事故,对结构整体造成安全隐患.本文针对具有点蚀孔腐蚀特征的钢构件,提出一种通过等效弹性模量定量评价其力学性能劣化程度的简化分析方法.依据周期喷雾复合试验数据,以锈蚀率和最大点蚀深度为基础,对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定;考虑涂层寿命的影响,以锈蚀率相等为原则建立人工加速腐蚀试验和海洋大气条件下Q235钢构件腐蚀情况的转换关系.建立考虑点蚀影响的有限元构件模型,通过轴向均布力作用下的构件变形确定海洋大气环境不同暴露时间下点蚀构件的等效弹性模量,提出点蚀构件力学性能劣化分析的实用计算方法.数值算例验证了上述采用等效弹性模量分析腐蚀构件受力性能方法的正确性;计算结果表明,在相同锈蚀率条件下,点蚀构件的等效弹性模量低于均匀腐蚀构件.     

南京火车站旅客进站天桥钢结构设计

介绍了南京火车站旅客进站天桥的工程概况,较详细地介绍了钢结构天桥的结构设计过程,包括对整个天桥结构采用有限元软件进行计算分析,以及结构构件和节点设计等方面的内容.重点讨论了在满足建筑功能及造型要求的前提下,结构形式的确定及结构侧向刚度加强的问题.     

单层工业厂房檩条项目可靠性鉴定

讨论了结构和结构构件的可靠性评定方法。根据对某厂房檩条项目的检测、分析和计算,对檩条的承载能力、连结、裂缝、变形四个子项和檩条项目进行了可靠性鉴定,同时对檩条的耐久性进行了评估。