黄河水利职业技术学院新校区风雨操场膜结构找形分析

应用有限元程序ANSYS对黄河水利职业技术学院新校区风雨操场膜结构进行了找形分析,确定了满足建筑初步设计造型要求的膜的形状,且膜上的应力分布比较均匀.通过本工程刚柔性组合边界张拉膜结构的找形分析,探索了刚柔性组合边界膜结构进行找形分析时索和膜预应力取值、支座提升、找形分析收敛准则等一系列问题,为类似工程提供了参考.     

适时考虑索找力的索膜结构找形方法

实际索膜工程的找形分析,不仅要得到稳定的结构形态,还要得到合适的索的预张力分布。基于非线性有限元找形理论,提出适时考虑索找力的索膜结构找形方法。首先根据是否考虑及何时考虑索找力,分3种情况对一个小品膜结构进行找形分析,发现只有适时考虑索找力的找形方法可以得到形态稳定、索张力分布合理的结构形态。然后采用新方法对大型索膜结构"佛山世纪莲花"体育场屋盖结构进行分析,发现新方法可以快速有效地对大型索膜工程进行找形和找力分析。     

随州高铁站ETFE伞状索膜结构分析设计

随州高铁站主体结构采用"伞状单元体"索膜结构,为实现随州高铁站站房中"伞状单元体",提出了一种大曲率索膜协同作用伞状单层ETFE膜结构方案.首先根据建筑方案,提出2种不同的布索方案.采用小弹性模量法对索膜进行协同找形分析,并对预应力态和荷载态下的索膜结构进行计算分析,对比了不同布索方案、不同膜厚度的ETFE膜结构的膜面应力、索力等.研究表明,小弹性模量法适用于单层ETFE与索网协同找形分析,大曲率索膜协同作用ETFE膜结构可用于实际工程,本工程选用布置5道横向索时,索膜结构应力均匀,满足设计要求.     

郑州大学西亚斯国际学院篮球馆封闭组合张拉膜结构分析

以郑州大学西亚斯国际学院篮球馆为研究对象,应用有限元程序Ansys对其封闭组合膜结构体系进行了找形分析,借助支座提升和温度作用对膜施加初始预应力得到预求的膜结构形状.其形状满足建筑初步设计造型的要求,且膜上的应力分布比较均匀.随后又对成型后的膜结构体系进行了设计荷载下的静力分析,采用极限状态设计方法,选取了由自重、雪荷载和风荷载组合而成的四种工况.经分析计算,雪荷载和风荷载参与的工况组合对结构的影响较大,本文主要给出这两种情况下的结构反应.从而探讨了膜结构体系的受力和变形规律,为类似工程提供参考.     

张拉膜曲面及其动力松弛法找形过程

张拉膜结构中应力的分布既可以是处处相等的等应力分布,也可以是满足平衡条件的不均匀分布的应力,膜内各点处处相等的膜内应力分布将得到最小曲面,而平衡应力分布则得到平衡曲面。动力松弛法是常用的膜结构找形方法之一,它的缺点是所需要的迭代次数较多。在找形过程中根据结构位形的变化不断调整计算参数,从而加快了计算的收敛,大大减少了迭代次数。由于忽略膜内剪切刚度,找形过程中单元变形较大,可通过节点坐标多步提升到位来解决问题。     

考虑整体分析的索膜结构的找形

利用非线性有限元基本原理建立了钢-索-膜结构的有限元模型,推导出了考虑钢-索-膜整体分析的索膜结构的找形方法,并利用有限元软件ansys找形,对比说明了整体分析找形的必要性,并验证这种方法找形的可行性.     

索膜结构初始形状确定的综合设计法

本文针对膜结构找形中的最小曲面和考虑重力后的索膜结构的形状确定问题提出了一种新的综合设计法。对膜结构的最小曲面的确定问题,本文首先采用非线性有限元格式求得初始近似曲面,然后在此曲面上采用动力松弛格式得到最小曲面。此种方法比非线性有限元格式的精度有所提高,收敛速度也比动力松弛格式快得多。对考虑重力作用的索膜结构的初始形状确定问题,本文先采用非线性有限元格式得到初始近似曲面,然后在此曲面上考虑索膜的重力,仍采用非线性有限元格式得到最终需要的平衡曲面。此种方法收敛速度比一开始考虑索膜重力快,并且收敛性更好,可以得到更为精确的初始形状。     

膜结构的D.R法设计

阐述了索膜结构设计中的选取预应力分布和索膜单元、使用过程中荷载、选择非线性计算方法等关键问题 ,应用动力松弛法 (D .R)法进行了张拉索膜结构找形分析、荷载分析。介绍了应用此方法进行某膜工程设计的过程 ,作为同行了解并进行膜结构设计的参考     

一种结合找形和找力的索膜结构设计方法

实际工程对膜结构形状的构造提出了各种不同的要求.针对工程中产生的问题,提出了一种膜结构的形状和相对应的自平衡预应力分开确定的构造方法.这种方法使用面力密度法进行节点力平衡的找形分析;然后使用优化的复位平衡法进行找力分析以确定和形面对应的自平衡预应力分布.结合一个具体工程验证了这种构造方法实际应用的可行性和合理性.     

气承式充气膜结构找形与风荷载作用分析

利用薄壳无矩理论考虑预应力、内压两因素,得到了气承式充气膜结构找形解析公式。采用非线性有限元方法对气承式充气膜结构进行找形分析,利用现有的判别准则对找形后的模型进行判断,以保证模型建立的准确性。根据我国风荷载计算规范,同时结合澳大利亚规范中对穹顶式结构的风荷载体型系数取值,计算24.5 m/s风速作用下等效静力风荷载。通过对改变薄膜厚度、内压以及采取加强索的方式,来对比分析气承式充气膜结构力学性能。膜厚和内压的增加更有利于抵抗外部风荷载,提高整体刚度。最大最小应力之差较小符合实际情况。施加索时,可以降低结构在风载作用下的位移,应力分布更均匀。