索穹顶结构局部断索分析

索穹顶结构是由索和杆为基本构成单元,通过预应力提供刚度的一类新型索杆空间结构体系。为考察结构中局部索(杆)破坏对整体结构的影响,以某体育馆索穹顶结构方案为背景,采用动力学方法模拟了各类杆件破断后其他杆件内力的变化和结构最终到达的平衡位置。通过观察局部索(杆)破坏是否引起其它索松弛从而造成较大节点变位来判断结构体系是否安全,通过观察局部索(杆)破坏是否引起其它索杆的强度破坏来判断结构是否连续倒塌,同时区分了不同位置杆件的安全等级。该研究对于该类结构的正常使用和维护有一定的借鉴意义。     

2万m^3承插式网架内浮顶罐的罐顶施工

承插式网架内浮顶罐的拱顶是一种单层拱顶网架结构，网架上各结点都处在同一半径的球面上，通过将特制的杆件端头插入开槽的结点板上就可实现杆件在结点处的连结。控制各节点坐标位置的准确性，是施。时保证工质理的重要工艺措施。采用基于极坐标而加以变化的坐标系，可以只测量两个长度就准确放出球面上结点在平面上的坐标，并据以定出该点的空间坐标位置，定出该点对水平面的倾斜角度，从而准确地架起脚手架，使空间各结点板支托在脚手架的立杆上，并保证该．点空间坐标及对水平面倾斜角的准确性。     

预应力混凝土桥梁次内力的结构有限元分析和算法探讨

本文提出了预应力混凝土桥梁结构弹性工作阶段的有限元分析方法。将预应力及恒载的作用转换为等效节点荷载,按各施工阶段计算弹性及徐变次内力。在次内力的求算方法上,作者推证了两条重要结论。     

后张法预应力小箱梁张拉和压浆质量施工技术应用

预应力混凝土小箱梁是目前采用比较多的一种桥梁上部结构构件,质量的优劣直接影响到桥梁的使用寿命。本文根据后张法预应力小箱梁张拉和压浆施工工艺,提出张拉和压浆施工过程中具体的检验内容,明确张拉和压浆工序的质量检验标准,对预应力小箱梁张拉和压浆工艺标准化、规范化、程序化施工起到指导作用。     

地震作用下空间网架结构考虑损伤累积效应的弹塑性分析

考虑钢材的损伤累积效应和应变强化效应,应用塑性应变和能量耗损理论建立了钢材的损伤力学模型;在此模型基础上,推导了网架结构考虑损伤累积效应的单元弹塑性刚度矩阵和结构动力平衡微分方程,编制了相应的有限元分析计算程序,并对一空间网架结构算例进行了数值仿真分析。结果表明,考虑损伤累积效应对空间网架结构的弹塑性地震反应有着显著的影响,其中有损伤杆件的应力减小、应变增大;无损伤杆件的应力、应变均增大;在不同方向组合地震的作用下,考虑与不考虑损伤累积效应,网架结构的内力和变形趋势相同;不同的地震作用,考虑损伤累积效应时对网架结构的内力和变形的影响也较大。     

弦支穹顶施工张拉全过程分析

弦支穹顶由单层网壳和下部索杆组成。在零状态时给结构中索杆单元施加一组既定的初始应变,计算后结构便会得到一组确定的单元内力值,依据这一对应关系,提出了一种求解零状态时,索杆单元所需施加初始应变值的迭代计算法,并给出了相应的计算公式与计算流程。为了准确、可靠地指导弦支穹顶的实际施工,确保施工的顺利进行,该文结合具体的张拉方案,利用迭代计算法,将零状态下索杆单元所需的初始应变确定后,依据各单元在初始态与零状态下无应力长度之差确定的原则,提出了基于初始应变不变的施工模拟计算法,并对一跨度为122m的弦支穹顶,在已定施工张拉工序的基础上进行了施工张拉模拟计算。计算结果表明:迭代计算公式高效准确,施工模拟计算法的计算假定与计算流程更加符合实际施工过程。这一施工模拟计算法可在实际结构施工张拉模拟计算过程中采用。     

移动模架简支箱梁预应力张拉施工工艺的改进及钢绞线张拉仲长值计算方法的优化

本文以高速铁路工程建设为背景,结合桥梁工程简支箱梁施工,阐述了移动模架现浇箱梁的施工工艺,介绍了一种预应力张拉旋工工艺的改进方法,通过实践证明,这种方法达到了提高箱梁生产效率、加快施工进度的目的。在简支箱梁预应力施工时,由于采用了应力应变双控的质量保证措施,所以伸长值的计算就相当重要,而实际与设计的钢绞线伸长值往往并不相符,本文结合施工实际,充分分析了各种影响因素,通过对后张法现浇预应力箱梁预应力钢绞线张拉伸长值计算方法的优化,总结出了一套较适用于现场旌工的伸长值的计算方法。     

公路现浇连续梁预应力筋张力对支架体系的受力影响分析

针对现浇连续梁施工时,支架体系受力过大导致梁体中部位置支架内力产生卸荷现象,影响结构整体质量的问题,对公路现浇连续梁预应力筋张力对支架体系受力影响进行分析。以具体项目为例,构建公路现浇连续梁空间有限元模型。在此基础上,在不考虑预应力条件下,分析钢束张拉时支架结构受力以及不同连接方式时支架竖杆结构受力影响。结合分析结果对支架体系进行优化。优化后的支架体系能够承受更大的负荷,提高结构整体受力能力,确保后续施工工作的顺利进行。     

网架结构在地震下的失效模式及其数值表述

通过对地震作用下不同形式的网架结构进行大规模数值计算,以最大节点位移超过结构跨度的1/50为失效准则,分析了其动力失效模式及特征,将决定网架结构动力失效模式的因素提炼为四个方面：结构8P杆件比例、全时程的最大位移、平均单杆塑性应变能以及临失效前平均位移与最大位移的比值。由于网架结构各失效模式之间存在模糊性,利用模糊C-均值方法分析以上四个因素,进而将网架动力失效模式归为三类：失稳型局部失效、强度型整体失效和强度型局部失效。结果表明,模糊C-均值方法可以有效地划分网架结构的失效模式,并将自然语言描述的失效模式转变为数字语言的表述,得到各失效模式的典型数字特征,可用于识别其他网架结构,为结构的性能化设计打下基础。     

预应力钢绞线张拉施工若干问题探讨

预应力钢绞线张拉是预应力结构施工中的关键的环节,其施工质量直接影响结构的受力体系,决定结构安全及功能使用。结合工程实例,通过对影响预应力钢绞线张拉施工若干问题的探讨,进一步提高预应力施工质量控制。     

预应力内荷载的新计算方法—直接内载法

预应力内荷载是预应力束对结构作用产生的内荷载,是预应力结构设计和理论分析时需要计算的重要参数。依据预应力对结构作用的形态,得出预应力对结构的作用是由预应力束的法向反弹力、预应力束端部的锚固力和预应力束对构件的摩擦力组成。根据这个结论,提出直接内载法计算作用在结构上的预应力内荷载,推导了预应力摩擦应力损失方程,并证明了预应力内荷载的自平衡性,分析了它与等效荷载法的区别和一致性,得出了直接内载法能揭示预应力荷载的分布规律,说明了直接内载法是对目前普遍使用计算预应力内荷载的等效荷载法的修正和补充。同时,通过试验实测和有限元ANSYS结构分析程序进行数值模拟分析,得到的理论计算结果与实测结果相互吻合,验证了本文的结论。     

预应力内荷载的新计算方法-直接内载法

预应力内荷载是预应力束对结构作用产生的内荷载,是预应力结构设计和理论分析时需要计算的重要参数.依据预应力对结构作用的形态,得出预应力对结构的作用是由预应力束的法向反弹力、预应力束端部的锚固力和预应力束对构件的摩擦力组成.根据这个结论,提出直接内载法计算作用在结构上的预应力内荷载,推导了预应力摩擦应力损失方程,并证明了预应力内荷载的自平衡性,分析了它与等效荷载法的区别和一致性,得出了直接内载法能揭示预应力荷载的分布规律,说明了直接内载法是对目前普遍使用计算预应力内荷载的等效荷载法的修正和补充.同时,通过试验实测和有限元ANSYS结构分析程序进行数值模拟分析,得到的理论计算结果与实测结果相互吻合,验证了本文的结论.     

一种索穹顶结构初始预应力分布确定的新方法—预载回弹法

对索穹顶结构初始预应力分布的确定进行了研究,提出一种新方法—预载回弹法。该方法首先对索穹顶施加一个预设荷载,提取有利于抵抗预设荷载的内力分布。将该组内力作为预应力施加至结构上,并撤除预载,使结构回弹,通过两阶段变弹性模量迭代计算,收敛后可获得索穹顶结构的整体可行预应力分布。该方法通过施加对称荷载,即可自动实现单元的分组,便于整体可行预应力的判定,并可直接获得多自应力模态结构的优化初始预应力分布。通过算例证明预载回弹法具有很高的精度、较快的收敛速度,求得的整体可行预应力分布直接适用于实际工程应用。     

Optimized prestressing by linear programming

The problem of optimizing the prestressing force and the tendon configuration for an indeterminate prestressed structure with prescribed cross-sectional dimensions is formulated in linear programming form, The structure is subjected to multiple load conditions and constraints are related to the structural behaviour and to the tendon configuration. It is shown that the number of behaviour constraints at each point in the structure can be reduced, as they represent parallel hyperplanes in the design space. Necessary conditions for feasible solutions are derived. The method based on transformation of the design variables, is suitable for beams, frames, grids and plates. Its application is illustrated for the case of a prestressed bridge.     

拱支预应力网架结构的预应力全过程分析方法

以武汉长江防洪模型试验大厅为工程背景,提出一种新型的杂交空间结构体系:拱支预应力网架结构。结合该结构体系的特点,从索初始形变的角度出发,建立了该结构的刚度法理论,并提出了预应力全过程分析的混合影响矩阵法、循环迭代逼近法、索初始形变"顺序分析法"以及索张拉力"顺序分析逆迭代法"等方法,形成该结构预应力全过程分析的完整理论,不仅适用于拱支预应力网架结构,也适用于其它类似的杂交空间结构。最后,通过长江防洪模型试验大厅工程实际算例验证了该方法的准确性和有效性。     

Compressive-force path and behaviour of prestressed concrete beams

A study of the performance of prestressed concrete beams designed either by conventional design methods or to a physical model proposed in compliance with the ‘compressive-force path’ concept is presented. Results obtained from testing heavily prestressed beams are reported, which show that members designed to the latter concept may be safer than their Code counterparts. The behaviour of these beams has been compared with similar prestressed concrete beams (also designed either to current code provisions or to the proposed method)— but subjected to a smaller amount of prestressing—in an effort to monitor the effect of the level of prestressing on the behaviour of members designed by different methods. In contrast to the current way of thinking, it emerges that an additional amount of prestressing, instead of increasing the shear contribution of concrete, may, in fact, limit the load-bearing capacity of the member itself.     

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构设计方法研究

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构是一种新型的转换结构,受力状态和抗震性能有别于普通的耗能减震结构,设计过程缺乏理论指导。因此,该文在建立该种新型结构简化计算模型的基础上,通过理论分析方法推导了结构各控制截面的内力计算公式,建立了一套该种结构基于“强柱弱梁”、“强剪弱弯”和“强节点弱构件”等延性设计思想的设计方法。设计实例分析证明,根据该文方法设计的带耗能腋撑转换结构,相比普通结构转换层处的刚度突变得到了缓解而且结构的延性得到了提高。该文提出的方法可为该种新型转换结构的设计提供理论依据。     

三向类网架结构弯曲和振动分析的分解刚度法

把三向类网架结构简化为夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论进行分析。基于分解刚度思想提出了三向类网架(三角锥网架、三向网架)静力分析和固有振动分析的方法,给出了简便实用的计算公式。通过有限元法的验证,表明了分解刚度法作为一种简化的计算方法,其精度是比较高的,绝大多数的误差都小于5%。可以应用于工程结构设计,便于快速得出网架结构挠度和内力的计算结果及分布规律。此外,与其它的计算方法相比其计算公式大大简化了。     

基于环索内力相等的椭球形弦支穹顶结构的预应力分析

当椭球形弦支穹顶结构的同圈环索内力相等时,张拉环索是一种高效的预应力施加方式。该文利用平衡矩阵理论分析了3种常见椭球形弦支穹顶索撑体系的可行预应力模态,发现了当索撑体系的超静定次数不小于环索单元数时同圈环索内力可相等的规律。然而相比联方型和凯威特型椭球索撑体系,肋环型索撑体系的超静定次数低,同圈环索内力不能相等,导致不能直接采用张拉环索方式施加预应力。为使肋环型椭球弦支穹顶的同圈环索内力相等,采用扩展力密度法对其索撑体系重新找形分析,得到了同圈环索内力相等的改进肋环型椭球索撑体系。最后对一肋环型椭球弦支穹顶算例进行了找形分析验证,并利用ANSYS有限元软件对传统型和改进型肋环椭球弦支穹顶进行了力学性能的对比分析,提出了张拉环索施工时将张拉点布置在长轴方向下方的建议,这为以后类似工程的施工设计提供了参考依据。     

斜放四角锥网架的拟夹层板分析法

本文把斜放四角锥网架连续化为构造上的夹层板来分析。在拟夹层板的计算模型中,既考虑了板的横向剪切变形,又考虑了板的弯曲变形与平面变形的偶合作用,从而较好地反映了这种网架的受力状态。文中给出了斜放四角锥网架拟夹层板的基本方程式,它可归纳为对于一个广义位移函数w的十阶偏微分方程式,并给出了拟板内力换算成网架杆件内力的一般计算公式。对于常用的周边简支网架,求得了基本方程式的解析解,并根据某些主要参数、编制了内力、位移计算用表。此外,指出了所谓假想弯矩法,是本文方法的一个退化了的特例。