VSHS工法施工成套技术

提出了一种施工新方法，简称VSHS工法.把超静定柱面网壳结构改变成三铰拱桁架机构进行装配，用机械使该机构一侧滑动铰支座在地面作水平滑移运动并使之快速施工成形，将成形后的机构改变成结构.结构在施工期间的机构特性可避免强迫安装行为，有利于消除施工次应力并提高施工质量.而结构装配高度的降低又有利于提高施工安全性、缩短工期和降低施工成本.通过工程算例介绍了施工实施过程，并对结构进行了施工全过程的力学分析.分析结果表明，该工法施工最不利受力状态是在顶推滑动铰支座的初期，而机构特性却使得各构件在施工过程中所经历的最大内力和变形具有临时性特点，因而不会影响结构的最终受力.用常规设计的简化计算方法进行该工法的施工力学分析计算是可行的.提出了工程算例结构中各种铰结点的构造和设计尺寸，并对其进行了有限元力学分析.     

大跨度复杂钢结构施工力学模拟的研究与应用

随着我国经济的发展,大跨度空间钢结构的形式也日趋复杂,施工过程对结构的影响不能忽略.结构施工过程中的力学问题属于施工力学的范畴,是耦合了时间与空间的四维分析.采用施工力学方法对三个大跨度复杂钢结构工程进行施工过程跟踪模拟分析,同时将有限元计算结果同实际监测结果进行对比.研究表明:进行施工过程模拟分析不仅可以优化施工方案,而且可以保证施工过程中结构的安全并使成型结构的内力和变形满足设计要求.在此基础上,给出一些关于大跨度复杂钢结构施工的建议和意见,为施工力学学科的研究和发展提供了参考.     

索穹顶结构初始状态确定与成形过程分析

在研究索穹顶结构的零应力状态、施工初始几何状态基础上,着重分析了索穹顶结构的施工成形过程几何形状和单元内力变化规律,揭示索穹顶结构的初应力产生机理以及施工过程中体系的变化特征.由于索穹顶结构成形过程涉及机构运动和单元内力分析、机构位移和弹性变形耦合,采用常规的有限元方法不能求解,而非线性有限元力法是一种有效的计算方法.结果表明,在索穹顶结构成形过程中,从开始很长时间内所有单元内力均处于较低水平,此时结构是一种机构状态,节点位移主要是刚体位移.当所有索进入工作状态时结构的体系从机构转变为具有一个自应力模态的、可刚化的稳定体系,各单元的内力迅速增大.说明了索穹顶结构的成形过程,也是预应力生成的过程.     

大跨度空间结构施工过程力学行为的研究

传统的结构设计一般只考虑结构在建成后运营期间受力状态是否满足要求,而未考虑施工过程中结构的受力特性,但施工状态与设计状态下的结构有很大差异。为了解决这一问题,应用非线性时变有限元方法来考虑施工过程中结构的时变效应,通过对一算例进行施工过程分析,全过程跟踪分析各施工阶段的力学性状,得出施工过程杆件内力和节点位移的演变规律,得出不考虑施工过程的时变效应对结构设计偏于不安全的结论,最后为大跨度结构的设计和施工提出指导性的建议。     

索穹顶结构施工过程时变力学分析

为了解决索穹顶结构施工过程分析的难题,应用非线性时变有限元方法对索穹顶结构施工过程进行了分析,全过程跟踪分析索穹顶结构在各施工阶段的力学性状,得出施工过程杆件内力和节点位移的演变规律,得出不考虑施工过程的时变效应对结构设计偏于不安全的结论,为该类结构的设计和施工提出指导性建议.     

索穹顶结构施工全过程分析

采用非线性时变有限元法,对索穹顶结构在各施工阶段的力学性状进行了全过程跟踪分析,得出施工过程杆件内力和节点位移的演变规律.计算结果表明,部分杆件在施工过程中的最大内力超出设计值的47%,得出不考虑施工过程的时变效应对结构设计偏于不安全的结论,最后为索穹顶结构的设计和施工提出指导性的建议.     

高层建筑托柱转换结构力学特点的分析与比较

结合一栋高层建筑托柱转换层结构设计,通过结构分析计算,分析比较了空腹桁架式、普通桁架式及梁式三种转换结构方案的工作机理和力学特点.分析表明,针对类似的转换结构工程实际,在进行转换层结构设计时,对于梁式转换结构方案可以直接取用高层建筑结构分析程序算出的构件内力进行设计;而对于采用普通桁架或空腹桁架转换结构方案时,应通过对转换结构的局部分析方能得到转换构件的详细内力.工程设计中对于本文所述的节间杆长细比较小的托柱转换结构,建议分别采用杆系有限元模型和普通有限元模型两种分析方法进行局部转换结构的内力与变形分析.另外,本文还提出了相应的设计建议,可供设计人员参考.     

人防工程中的水库

结合设计实践,从位置选择、荷载取值、内力分析、截面设计、水库的施工五个方面,对人防工程水库设计施工过程中出现的问题进行探讨,对内力分析中力学计算模式的选择提出看法。     

斜拉桥前支点挂篮施工过程模拟分析

为明确前支点挂篮施工斜拉桥施工过程中挂篮变形及受力状态,针对影响施工控制精度的节段施工中间张拉过程与前支点挂篮密切相关的问题,基于前支点挂篮受力分析及MIDAS CIVIL有限元模拟,提出中间张拉索力计算公式及挂篮参与整体受力变形的9步施工过程模拟分析方法,并与实际工程中结构受力状态和变形状态进行对比分析.结果表明,根据这种施工过程模拟分析得到的施工预拱度、中间张拉过程理论高程及内力状态均满足施工控制精度的要求,可用于指导实际工程.     

张弦梁结构张拉力确定方法研究

张弦梁结构属于预应力钢结构的一种,在进行拉索预应力导入过程中必须保证施工过程的安全性和完工时的受力状态满足设计要求.因此,必须对张拉索进行张拉过程的索力优化分析和研究,保证对整个施工过程的安全控制.以双向张弦梁为例对比了3种优化方法对张弦梁结构的适用性.经计算分析,得出了张力补偿法为适用于张弦结构张拉力确定的最优方法.结合鹤壁市体育馆预应力空间桁架钢屋盖结构,采用张力补偿法进行了该结构施工阶段分析,得出了高强钢索的内力发展变化规律,验证了张力补偿法在实际大型预应力空间钢结构中的适用性.     

杆件结构大变形问题的优化精确算法

目的研究解决弹性杆件结构在载荷作用下产生大变形时内力和变形量的精确计算问题．方法提出了以变形后平衡状态下杆件变形量与作用力的非线性函数关系构造目标函数，以最终平衡时坐标为设计变量，建立了确定杆件结构大变形问题的无约束直接优化算法．结果通过杆件结构大变形计算方法，采用Fortran PowerSta-tion编制杆件大变形问题计算的通用程序，进行杆件大变形问题实例分析，算例表明可获得较为合理的结果．结论通过建立杆件大变形问题计算新方法，为复杂结构系统大变形问题计算，提供一种可行的分析方法．     

施工期框架结构竖向变形差异及其影响

在施工期间,框架柱之间轴压比的不同以及混凝土收缩和徐变的存在,会导致构件之间存在竖向变形差异,从而导致梁柱的实际内力与不考虑竖向变形的结构计算结果不符。为了研究竖向变形差异对框架结构的影响,以某混凝土框架结构建筑为对象,分析了施工过程及收缩徐变对框架结构竖向变形及内力的影响,并将有限元法和简化计算方法得到的结果进行了对比,结果表明在结构分析和设计时应考虑竖向变形差异对框架结构内力的影响。     

矮塔斜拉桥施工阶段结构行为研究

以一座双塔双索面矮塔斜拉桥为工程背景,应用Midas/Civil软件建立其空间模型对矮塔斜拉桥在施工阶段的变形及受力特点展开研究,得出矮塔斜拉桥在施工期的变形、主梁内力及应力状况,分析其特点,为矮塔斜拉桥的设计及施工控制提供参考.     

采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

偏压异型深基坑支护结构内力和变形分析

以合肥地铁1号线、2号线换乘站大东门地铁偏压异型深基坑工程为背景,采用FLAC3D建立数值计算模型模拟开挖施工过程,考虑支护结构与土体的相互作用,计算和对比分析偏压异型深基坑地下连续墙的内力和变形,得到其分布规律。结果表明:深基坑支护结构异型点的主应力比直臂部分的主应力大,而且应力集中现象也较为明显,水平方向的变形比同等条件下直臂部分也要大,异型部分的受力和变形都是深基坑的最不利情况。     

对竖向非规则框架设计的思考

结合工程设计实践,分析单榀钢筋混凝土竖向非规则框架的受力机理：传力路线长,受力构件多;刚度变化：水平刚度沿着高度方向有突变,应力集中现象严重;变形特点：各柱的竖向变形差异较大,必须考虑对结构整体内力的计算影响;抗震设防要求：采用强柱弱梁设计,形成延性结构。通过与规则框架的比较,提出竖向非规则框架属于抗震不利的结构形式,实际问题的处理应从结构布置、内力与配筋计算、构造措施等方面加以综合考虑。     

混合结构超高层建筑的施工过程模拟分析

混合结构超高层建筑由于结构形式复杂,施工周期普遍较长,所以在施工安装过程中施工方案的不同以及实际施工荷载的施加顺序对结构的内力和变形影响较大。结合科威特中央银行总部大楼（Central Bank of Kuwait New Headquarters Building,简称CBK）这一混合结构超高层建筑的施工安装工程实例,应用有限元分析软件按照实际的施工顺序对施工过程进行模拟分析,对比不同方案得出的分析结果,可以了解不同施工方案中结构构件的应力变形在施工全过程中的发展情况,进而通过比较选择较为合理的施工方案,以确保复杂超高层建筑结构在施工过程中的安全。     

宽扁梁宽厚比对托柱转换结构抗震性能的影响

以宽扁梁式托柱转换结构工程实例为背景,针对3组宽厚比分别建立结构模型,并对结构进行模态分析、地震作用下的振型分解反应谱分析而Pushover分析。从结构模态、变形、构件内力、塑性铰分布等方面分析宽扁梁宽厚比变化对结构抗震性能影响规律。根据分析结果,初步建议宽扁梁合理宽厚比取1.8~3.0。这可为该类结构的设计提供有益的参考。     

公路隧道衬砌有限元分析

衬砌内力的计算是公路隧道设计的关键问题,计算结果的准确性会影响结构的安全性与经济性.文中采用有限元分析软件MIDAS用有限元法计算衬砌的内力和变形.衬砌结构采用梁单元,围岩抗力采用面弹簧单元模拟,墙脚支座用点弹簧单元模拟,计算荷载为竖直方向和水平方向围岩压力.通过分析得到衬砌最大位移的大小和位置,衬砌结构的内力分布及数值大小.另外,根据分析结果得到抗力最大值为侧墙距墙脚1/3处,图形呈镰刀形分布,与经验确定的抗力分布图形式一致,分析结果和手算结果规律一致.