大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

结构抗连续倒塌试验方法研究

结构抗连续倒塌试验是认识结构连续倒塌性能和特点的重要基础。分析和比较了平面框架和空间框架两类试验模型的特点,讨论了钢筋混凝土框架结构、钢框架结构和网架等大跨空间结构抗连续倒塌试验的初始失效构件模拟、加载方案、加载制度、构件失效准则和连续倒塌破坏准则。     

平面桁架结构连续倒塌动力分析方法研究

平面桁架结构发生连续倒塌时造成的危害较大,为了较准确地得到结构的倒塌动力响应,研究了瞬时刚度退化法、瞬时加载法与初始条件法的适用条件。采用动力学原理推导出3种方法的动力学方程,对比关键时刻的位移,得出3种方法的异同;然后在考虑双重非线性的情况下,分别对4种桁架结构采用3种方法进行连续倒塌动力有限元分析。分析结果表明:瞬时刚度退化法能够较准确地模拟杆件失效所引起的结构动力响应,瞬时加载法与初始条件法是两种近似的方法;高敏感性杆件失效时,建议采用瞬时刚度退化法;低敏感性杆件失效时,3种方法都可以采用。     

大跨度钢桁架支座抗连续倒塌设计研究

大跨度、长悬臂空间结构多采用钢桁架受力体系,此类结构抗连续倒塌研究多集中于判断关键杆件及杆件或体系优化,而实际工程中结构支座的抗连续倒塌问题不容忽视。为实际项目应用提供参考,采用3个工程实例进行论述分析,从体系受力、支座节点设计方面探讨桁架结构支座抗连续倒塌设计,以支座构造优化大幅提高结构安全度。     

空间网格结构连续性倒塌试验研究

为研究空间网格结构遭遇局部初始破坏后的结构响应、倒塌过程与倒塌机制,以单层球面网壳结构为研究对象,进行了1个直径为4.2m,矢跨比为1/7的凯威特型网壳结构整体模型的连续性倒塌试验。施加节点集中荷载,采用自主研发的杆件破断触发装置使网壳模型的1根经向杆件发生突然破断,并以采样频率100Hz采集网壳模型各位置杆件的高频动应变响应,基于高速摄像测量技术（帧频200fps）获取模型节点的高速动位移响应。初始破坏发生后,网壳模型呈现出自破坏局部向周围逐步扩展的连续性破坏,最终整个模型完全翻转并在一系列最外层杆件断裂后部分坠落。试验结果表明：尽管单层球面网壳结构杆件众多,但单根杆件的失效仍可能触发连锁反应,导致整体结构的连续性倒塌;单根杆件破坏后,局部内力重分布导致的杆端节点出现点失稳,并引发周围节点顺次向下运动,这也是单层球面网壳结构遭遇局部初始破坏后倒塌的主要模式。     

空间网架结构的连续倒塌分析

在偶然荷载作用下,结构的局部构件可能发生初始破坏从而导致结构的连续性倒塌。文章基于有限元软件LSDYNA,采用变换荷载路径法对空间网架结构破坏后的倒塌进行了力学分析和仿真,并且分析讨论了结构的关键构件。模拟结果表明增大关键构件的截面及提高材料的失效应变,可显著提高空间网架结构的抗连续倒塌能力,将有可能避免结构倒塌。     

防连续倒塌仿真试验在混凝土结构教学中的应用

采用可视化技术,借助于图形后处理的方法,带领学生对平面框架结构进行连续倒塌虚拟仿真试验,跟踪柱失效后连续倒塌破坏全过程,使学生更清楚地理解未做防连续倒塌设计的框架结构破坏过程的发生机制、解释试验中发生的一些破坏现象,扩展学生知识面,使其对防连续倒塌设计掌握得更加深刻和牢固。通过对虚拟仿真试验过程中的节点位移曲线和梁端钢筋应变曲线的解释,使学生学会独立思考。经过学生分析曲线并阐述曲线的物理意义,从而培养学生分析工程问题和解决工程问题的能力,促进创新型人才的培养。     

不同边界条件下采用半刚性节点三维组合楼板子结构连续倒塌行为试验研究

通过试验研究了4种不同拆柱位置采用半刚性节点大尺度三维组合楼板子结构的连续倒塌行为,对比分析了不同边界条件下三维组合楼板结构体系破坏模式和结构响应的异同,并对组合楼板的作用进行了量化分析。研究结果表明:失效柱位置不同时,结构的失效模式存在一定的差异;组合楼板的存在提高了结构的承载力,尤其是在大变形阶段更为显著;边界条件越强,组合结构抗连续倒塌性能越强;外部柱失效对结构抗连续倒塌产生的不利影响远远大于内部柱失效的情况,即当结构在外部柱失效情况下有足够的鲁棒性能,整体结构就不会发生连续倒塌。     

乐山市体育馆42.9m空间钢管桁架结构性能试验

一、前言 乐山市体育馆位于乐山市北郊柏阳坝乐峨公路一公里处。该工程由中国建筑西南设计院设计,四川省第一建筑工程公司一处负责土建施工,机械化施工处负责桩基工程和钢屋架制作。钢屋架共七榀,跨度为42.9m,高4m、宽3m,断面为倒三角形的空间钢管桁架。上弦由两根φ180无缝钢管、下弦     

某空间桁架结构的受力分析

黑胡子海盗王 一个空间管桁架,请大家看看是否合理.由于建筑设计的要求,结构上不允许加斜杆,给空间结构设计带来难度.目前的设计是采用单向空间三角桁架受力方式,通过下弦杆间连杆产生的拉力来抵消结构自重及受荷后所产生的水平及竖向变形.图1～图5是本结构的示意.     

钢筋混凝土框架抗连续倒塌机制研究

通过非线性动力拆除构件法,对不同抗震设防水平下的典型钢筋混凝土(RC)非整体现浇楼板框架和整体现浇楼板框架的抗连续倒塌机制进行分析。首先,总结出了两种典型连续倒塌模式并进行了讨论,发现框架柱的抗侧刚度不足将导致连续倒塌在水平向的传播。然后,通过分析框架在不同部位发生初始破坏后的力学响应,研究了框架结构不同部位的框架梁抗连续倒塌贡献,结果显示所有的框架梁都可以通过梁机制发挥抗连续倒塌承载力,但是只有两端具有足够水平支座约束框架梁才能发挥其悬链线机制的承载力。最后,通过研究框架结构的连续倒塌规律,分析了楼板和抗震设防烈度对框架抗连续倒塌性能的影响。     

混凝土结构抗连续倒塌研究综述

连续倒塌是整体结构系统的复杂力学行为,涉及极端荷载的不确定性、结构行为的强动力非线性和承载机制的超大变形特征。为了更好地应用已有抗连续倒塌研究成果,分别对国内外影响较大的混凝土结构抗连续倒塌的试验、数值和理论研究结果进行了梳理。结果表明:已有试验研究主要集中于框架结构和板柱结构,对剪力墙结构、框剪结构等其他类型结构研究明显偏少,主要抗力机制的理论计算模型过于复杂,不利于工程应用,已有数值研究不能准确考虑大变形下钢筋黏结滑移失效、钢筋断裂和混凝土软化、破碎,准确性有待提高; 现有研究基本没有考虑多灾害耦合作用的不利影响,导致研究结论不准确,不利于指导设计; 未来需要进一步研究动力倒塌失效规律、不同类型结构的连续倒塌、整体结构系统连续倒塌规律、灾害相关的连续倒塌机理、面向多灾害防御的抗连续倒塌体系、面向工程的抗连续倒塌设计方法、高效连续倒塌数值分析模型等。     

空间拱-斜柱支承管桁架结构的有限元分析

介绍了某大跨度空间拱-斜柱支承管桁架结构的几何成形原理和结构布置;运用SAP2000对其整体结构进行了静动力分析,运用ANSYS对其整体结构进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,并对每榀空间钢拱的屈曲模态和计算长度运用SAP2000进行了分析计算,最后对多平面空间管桁架KK型节点进行了有限元分析.分析结果表明,结构的屈曲承载力计算应该同时考虑几何和材料双重非线性,并施加初始几何缺陷;对于空间钢拱计算长度的分析应考虑整体结构对其边界的约束作用;结构的各项性能指标满足要求.     

索塔斜拉悬挑管桁架结构新技术研究

河南中牟的国家农业公园领头雁项目为独特的景观造型类建筑,由49只张拉膜结构和索塔斜拉悬挑管桁架结构组成。基础采用桩基和大型承台作为刚性嵌固端,上部结构由四肢格构式主塔、倒三角悬挑管桁架、横向稳定支撑桁架、建筑索体和张拉膜结构组成整体空间稳定体系。主要介绍了索塔斜拉悬挑管桁架结构的概念设计与构造措施,对设计阶段和施工阶段的预应力钢结构受力全过程进行了仿真模拟,分析了结构受力与变形之间的协调关系。提出了索塔斜拉悬挑管桁架结构施工新技术,基于物联网建筑结构全寿命健康监测系统对该结构进行了现场监测,确保了预应力和膜结构张拉过程的准确性,研究成果将为国内类似工程提供参考依据。     

建筑物抗连续倒塌研究现状和亟待解决的问题

主要介绍了目前国外对结构进行连续倒塌评估和设计的方法,比较了各国规范相关条文的异同,概述了目前的连续倒塌试验研究方法,提出了结构连续倒塌研究中亟待解决的问题,为进一步研究提供参考。     

复合式空间钢管桁架结构静载试验研究

该文针对学生创新工场复合式空间钢管桁架结构进行静加载试验研究,在结构施工过程中选取一品桁架进行加载,采集控制截面的挠度、应变,并与高级非线性有限元分析软件MSC.Marc的计算结果进行对比分析。试验结果表明,二者吻合较好,并对设计进行了验证。     

某大跨度可开合空间网架屋盖连续倒塌分析

针对某大跨度可开合空间网架屋盖,分析其在17级台风荷载作用下的抗连续倒塌性能.采用构件拆除法,分别拆除结构敏感性最高的单根、前6根及前10根杆件,按一阶屈曲模态分布考虑初始缺陷的影响,通过结构极限承载力的变化来评估拆除杆件后是否会引发其连续倒塌.结果表明,结构在17级台风作用下开合屋盖结构单根构件失效后仍然拥有较高的冗...     

钢框架结构连续倒塌分析中荷载动力系数的研究

通过对单自由度体系在支座失效后质点动位移的理论分析,得到两跨连续梁在中间支座失效后的动力放大系数。运用ANSYS有限元分析软件,对具有相同结构平面布置的3层、6层和10层的多层框架,分别以边跨中柱和中间跨中柱失效作为初始破坏,进行了动力非线性分析和静力非线性分析,分别以失效柱顶部节点竖向位移、失效柱相邻柱的轴力为控制指标,得到静力非线性分析方法中动力增大系数的合理取值。比较结果显示：采用静力分析方法对结构抗连续倒塌的能力进行评估时,动力增大系数取2.0时较为保守,取1.6～1.8时能较好地与动力分析的峰值吻合。     

平面框架连续性倒塌的全过程模拟

基于杆端多弹簧的思想,运用离散单元法对钢筋混凝土框架结构搭建连续性倒塌分析模型,引入适用于任意加载路径的弹簧恢复力滞回模型,考虑了轴向弹簧与剪切弹簧的耦合效应,建立了合理的弹簧破坏准则,并对单元失效后的接触碰撞进行了有效的处理,在此基础上编制了平面框架结构连续性倒塌的计算机仿真程序。算例表明,本文开发的程序可以较为逼真地反映钢筋混凝土框架结构的倒塌破坏全过程。