可展空间索杆结构展开过程的仿真计算

基于柔性多体系统动力学理论,推导了可展空间索杆结构的运动学与动力学方程.同时考虑了展开过程中的刚体机构运动与弹性变形以及两者的耦合效应,反映了索的只拉特性,计算展开全过程中的运动轨迹与静定平衡位置.利用仿真软件系统进行了帐篷形索网结构的提升与攀达索穹顶展开的仿真计算.     

预应力索杆支承结构非线性数值分析

预应力索杆体系在点支式玻璃建筑支承结构中得到了广泛的应用,但对这类体系的原理和特性的认识还很不充分,目前所采用的方法和工具,有些还不能完全反映结构的真实情况。本文在考虑索杆结构几何非线性影响的基础上,利用通用有限元软件ANSYS的非线性模块,对索杆体系初始预应力状态和工作状态下的结构受力性能进行了深入分析。分析结果表明,利用ANSYS可以很真实地解决索杆体系的非线性分析问题。     

索杆结构张拉过程模拟分析方法研究

张拉成型是柔性索杆结构施工过程的一个重要环节,而张拉过程模拟分析对于制定合理的张拉方案具有指导作用.总结了索杆张拉结构的构成以及受力特点,重点针对张拉过程模拟分析方法展开研究,不仅从理论上阐述了张拉过程模拟分析正装法和倒拆法的数值原理,还总结了计算过程中可能遇到的技术问题并提出解决方法.最后以深圳宝安体育场屋盖结构为算例进行张拉过程模拟分析,并通过分析计算结果判断张拉方案的可行性,为工程施工提供参考.     

基于灵敏度矩阵特征值的索杆张力结构主动张拉索优选方法

施工时合理选择主动张拉索是控制索杆张力结构预张力偏差的主要措施。以单元的预张力偏差平方和作为评价整体结构预张力偏差的指标,通过对反映单元预张力偏差与索长误差关系的灵敏度矩阵进行谱分解,将该指标表示为索长误差与灵敏度矩阵的特征值和特征向量的解析关系式,理论上解释了选择不同主动张拉索会使灵敏度矩阵特征值发生变化,从而直接影响到对结构预张力偏差的控制效果。由于灵敏度矩阵特征值具有衰减迅速的特点,故采用其一阶特征值和特征向量可有效估计结构的最不利预张力偏差。进一步以灵敏度矩阵的一阶特征值为评价指标,基于遗传算法提出了一种主动张拉索的优选方法。以一实际索杆张力结构为例,进行不同条件下的主动张拉索优选分析,其结果验证了优选方法的有效性。     

考虑粘结滑移RC结构非线性分析

基于纤维模型有限单元柔度法,考虑粘结滑移效应,对钢筋混凝土结构承受单调荷载作用下进行非线性分析。考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移,计算出构件截面的转角和曲率,迭代过程中,在截面层次用该曲率对原来的截面曲率进行修正,计算出荷载—位移曲线。通过对考虑粘结滑移和不考虑粘结滑移两种情况结果的对比,以及两种结果与试验结果的对比发现:计算结果可以较好地反映钢筋和混凝土之间的粘结破坏。     

考虑约束条件的索杆张力结构找形研究

文中首先阐述常用力密度法的优缺点,在此基础上从能量的角度出发,建立基于梯度优化的索杆体系找形方法。利用拉格朗日乘子法将约束条件添加到目标函数中,并应用梯度法进行优化,从而得到考虑约束条件索杆张力结构的形状。在给定初始条件下,该方法可以找到同时满足能量最小和一定形态要求的索杆张力体系。并利用MATLAB编制相应程序,算例分析结果表明本文给出的索杆体系找形的方法适合于绝大多数索杆体系,无论是简单的平面张力结构、索穹顶结构,还是复杂的索桁体系。该方法的优点之一是可以在目标函数中直接引入边界约束条件,从而可以较方便地求解考虑约束条件的索杆张力体系的几何形状。     

预应力索杆结构模型相似理论及其验证

缩尺模型试验可用于评估大型预应力索杆结构的静动力性能,而按照相似理论设计的缩尺模型、施加外荷载和边界条件等均对静动力试验结果的准确性至关重要。为此,对需要考虑几何大变形的预应力索杆结构的静力、动力相似理论进行研究。采用方程分析法建立了索杆结构的静力非线性相似准则,进一步研究了自振频率与振动模态的相似性关系。采用量纲分析法建立了索杆结构时程分析相似性条件,并结合算例进行了验证。结果表明：当杆件长度、截面积、内力、外力以及材料弹性模量等存在相似性,且外力、轴向刚度、内力相似比相同时,缩尺模型与实际结构的静力非线性变形具备相似性;材料弹性模量、质量密度、杆件长度、截面积、内力存在相似性,且内力与轴向刚度相似比相同时,缩尺模型与实际结构的振型相同、频率满足相似性;要达到索杆结构的时程分析相似性,需考虑时间、杆件长度、截面积、外力、内力、材料弹性模量以及边界条件的相似性。     

四种不同形式的弹性悬索静力解答

首先回顾了悬索静力分析的研究历史,收集整理了国际上常用的不同坐标系下的两种解答及国内近年来推导的不同坐标系下的两种解答,通过同种坐标下国内、外解答的一致性和不同坐标系下国际上流行的两种解答一致性的证明,表明该四种解答是一致的,建议使用竖坐标轴正方向向上的解答,用国际上的相应解答建立悬索分析的有限元方法,用本文作者推导的解答进行索的设计与计算。     

基于显式弧长法的索杆张力结构成形过程数值模拟

索杆张力结构的施工成形本质上是通过缩短主动张拉索长度来驱动的,因此其成形过程可通过一系列随张拉索长度变化引起的连续平衡构型来模拟.由于施工过程中结构几何的不稳定性,通常采用动力松弛法进行这种松弛索杆系统平衡形态的求解以避免建立系统的刚度矩阵.将张拉索长度作为控制变量,在动力松弛法基础上引入了一个位移约束方程.进而提出了一种显式弧长策略来实现索杆张力结构成形过程的自动跟踪求解.该方法的优点是在求解过程中通过限制控制变量的增量以使结构位移保持恒定增加,因而求得的成形过程较常规方法更平稳,甚至可跟踪到可能存在的奇异构型.对一个索穹顶算例进行了的成形分析,计算结果反映了本文方法的精确性和有效性.     

轮辐式预应力索杆结构点式倒置玻璃采光顶应用技术

轮辐式预应力索杆结构点式倒置不规则椭圆环形玻璃采光顶的魅力在于结构,是天津泰达广场B区装饰工程的亮点,也是设计与施工的难点。轮辐式预应力索杆支撑结构具有良好的稳定性和结构刚度,依赖机械连接的玻璃固定装置具有优良的可调整性和耐久性,夹胶半钢化玻璃、密封胶缝的合理选择应用提高安全性、耐久性。预应力建立是保证索杆结构获得必要结构刚度和稳定形状的措施,安装中需重点对拉索张拉和螺杆、玻璃夹具的松紧度等进行有效控制。     

武汉白沙洲大桥斜拉索维修施工技术

主要介绍武汉白沙洲大桥斜拉索维修施工技术,了解白沙洲大桥斜拉索病害情况,分析产生斜拉索病害的原因,及针对不同的斜拉索病害情况采取相应的维修方案,希望对类似维修工程有借鉴意义。     

山西省王莽岭景区大型滑塌构造成因机制

滑塌构造又称滑陷构造,是指已沉积的沉积层在重力作用下发生运动和位移时所产生的各种同生变形构造的总称。其触发因素多种多样,研究滑塌构造有助于了解沉积历史和古地理特征。本文对山西省王莽岭国家地质公园景区内发育于寒武系与奥陶系之间的大型滑塌构造的下伏层、滑塌体和上覆层所具有的构造与沉积几何特征进行综合研究分析,并通过滑塌构造体典型剖面中碎屑流的厚度分布、泥砾含量对比、流向指示等运动特征研究,再结合震积滑塌体伴生褶皱的规律,表明王莽岭景区大型滑塌构造的成因为地震诱发所致,且震积滑塌体的滑塌方向为自北东向南西。此次研究分析成果提高了景区地质科学内涵,同时对我国境内的震积滑塌体的构造体系研究也具有重要的科学借鉴意义。     

温度变化对正交索网结构非线性振动的影响

正交索网结构作为屋盖支承体系有着广泛的应用,属于一种柔性结构,对外荷载的作用比较敏感.非线性自振特性的研究对于正交索网结构在风荷载作用下的响应分析具有重要意义.本文考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了正交索网结构非线性振动方程.通过Galerkin原理,将偏微分方程转化为常微分方程,并采用改进的L-P法对常微分方程进行了求解.结合算例讨论分析了温度变化、振幅等因素对正交索网结构非线性振动的影响.算例表明,正交索网结构固有频率随着温度的升高而减小,自振频率密集,具有较强的非线性,其自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,正交索网结构的非线性自振频率高于线性频率.     

海盐塘自锚式悬索桥上部索结构施工技术

海盐塘桥为国内首座主缆、吊杆采用光圆钢绞线的自锚式悬索桥，其主缆、吊杆设计构造与普通悬索桥不同。本介绍确定主缆、吊杆索力的有效措施及塔帽主缆部分真空压浆技术。     

Dynamic performance of cable net facades

Model tests and finite element analyses were conducted to study the performance of cable net facades with glass panels under dynamic loadings. The effects of the glass panels on the free vibration frequencies, damping and dynamic responses of the cable net facade were investigated using dynamic characteristics and shaking table tests. Based on the test results, a mechanism to describe the glass panels working in coordination with the cable net was proposed. Under the proposed mechanism, a numerical model of the glass panels working in coordination with the cable net was established, and the corresponding analyses of the dynamic characteristics and seismic responses of the cable net facade were performed. The present study shows that the bending stiffness of the glass panels has little effect on the first mode of the cable net facade, but its effect is substantial on the high modes. For the damping of the cable net facade, the glass panels play a dominant role. The seismic response of the cable net facade on most occasions is mainly reflected by the symmetric modes; the first vibration mode is dominant.     

核电厂结构考虑材料非线性地震分析问题评述

从有限元分析模型、材料的本构关系开发相关程序等方面，概述了核电厂结构考虑材料非线性地震分析问题的研究现状，并且对重点内容进行了详细阐述，指出了目前的研究问题所在，为考虑材料非线性方面的后续研究提供方向性参考。     

山区悬索桥轨索滑移法施工的关键技术及其装置研发

针对山区的特殊建设条件,提出了悬索桥主梁架设的轨索滑移法施工技术。该方法是利用悬索桥主缆和吊索作承重结构,吊索下端连接吊鞍,吊鞍上支承轨索,利用在轨索上运动的运梁小车输送节段梁,待到达安装位置后,借助缆载吊机进行垂直吊装和安装。以矮寨特大悬索桥施工为背景,介绍了轨索滑移法架梁系统的组成和关键技术,以及核心组件吊鞍、运梁小车和轨索系统等的结构设计和计算分析。对整个架梁系统,介绍了整体缩比模型试验和足尺模型试验的试验方法和试验结果,并总结了实际工程应用情况。通过模型试验和工程应用的研究结果表明:轨索滑移架梁法能快速实现悬索桥的主梁架设,并具有很好的安全性和经济性,具有广阔的应用前景。     

混凝土斜拉桥与T构协作体系的极限承载力研究

考虑结构的材料非线性和几何非线性,通过对协作体系金马大桥进行全过程非线性分析,得到了结构的极限承载力。研究了混凝土收缩徐变、加劲梁配筋率、斜拉索的安全系数、加载方式等因素对协作体系桥梁的极限承载力的影响,结果表明斜拉索的设计安全系数是很重要的影响因素,应加以重视;全桥和半桥加载时,弹塑性极限活荷载安全系数分别为21.4和9.67,表明金马大桥这种协作体系具有良好的极限承载能力;其弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力,研究结果可以为同类桥梁工程的设计和计算提供参考。     

大跨度非对称马鞍形索网结构关键施工技术研究与应用

大跨度非对称马鞍形索网结构作为空间结构的新型结构形式,具有造型新颖、跨度大及用钢量省等特点,主要用作大型公建或体育场馆屋盖等。本文以盘锦体育场屋盖工程为载体,针对大跨度非对称马鞍形索网结构的结构特点,进行了大量仿真计算与方案比选,提出了"地面组装、同步提升、整体张拉成形"的施工方法。并在1∶10的结构模型上进行了张拉成形试验,验证了仿真计算的正确性和施工方法的可行性;对该施工方法的全过程施工仿真计算分析、拉索下料、同步提升技术、整体张拉成形技术、施工监控技术等5项关键技术进行了比较深入研究。该研究成果成功应用于盘锦体育场屋盖、佛山家具城屋盖和徐州体育场屋盖空间索结构施工,取得了良好的效果,可为该类结构的张拉成形提供有益的借鉴