2008奥运羽毛球热身馆单层网壳稳定分析的ANSYS二次开发及其应用

针对ANSYS中Beam188单元,通过程序二次开发解决了大规模单元端部释放问题,建立钢结构网壳ANSYS分析模型,进行了非线性屈曲分析,得出了在大跨度钢结构网壳设计中,采用Beam188单元能够得到真实的模拟效果。     

人行激励下梁板结构与人体耦合作用研究

对于重要的梁板结构,应该考虑人行激励下的结构振动以及人体舒适度问题.根据单步落足曲线将人体等效为具有主体部分和耦合质量的时变动力模型,并建立了梁板结构与移动人体相耦合的动力平衡方程及其解析表达式.考虑行走速度和楼板长度等因素,按耦合分析方法对人体与结构的动力响应进行了研究和比较,结果表明人体的自振频率、行走步频和速度是影响结构动力响应和人体的舒适度的重要因素,在梁板结构设计时需要充分考虑上述因素从而有效降低结构振动强度.与等效静力法和不考虑人体耦合作用的动力方法相比,本文提出的动力耦合分析方法更加全面和准确.     

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定性能分析研究

2008奥运会羽毛球馆屋面钢结构采用弦支穹顶结构体系。该体系为半柔性结构,结构的整体稳定性能是该类结构体系设计选型的控制因素。弦支穹顶结构具有屈曲特征值非常密集且为局部失稳屈曲模态的特点。本文重点对计算方法、材料弹塑性、节点构造以及预应力损失等因素对弦支穹顶结构整体稳定承载力计算的影响进行分析研究,研究表明荷载子步数、材料非线性以及索撑节点构造对奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定均有较大的影响。对基于结构整体稳定安全的大跨度钢结构性能化设计进行了初步探讨,提出了整体结构体系屈曲稳定承载力系数的建议取值。     

2008奥运会羽毛球馆预应力施工监测研究

详细介绍了2008奥运会羽毛球馆的预应力施工监测方案。通过模拟预应力张拉施工过程计算得到的理论值与施工监测值对比,两者总体上是吻合的,验证了仿真模拟预应力施工过程的计算模型和方法的合理正确性;但是施工过程中理论计算值与施工监测值相比,数值上比常规钢结构体系验收标准偏大,经有关方多次分析论证,主要是由于本工程索撑节点的加工制作精度不够高、安装难度大,达不到设计理想状态,造成预应力损失(达6%以上)比理论计算值(<2%)偏大很多;应用施工监测数据分析得出的预应力损失、起拱值等偏差结果,对模拟预应力张拉施工过程的计算模拟进行修正后,得到的施工过程结构响应结果与实测结果基本吻合,满足相关施工验收标准要求。     

施工偏差随机分布对弦支穹顶结构整体稳定性影响的研究

基于概率理论,提出了适合于具有初始几何缺陷的弦支穹顶结构整体稳定性分析的施工偏差概率法,根据施工现场的误差分布特点,引入初始几何缺陷的随机分布形式,通过计算随机有限元模型,得到稳定系数样本值,并经过统计分析最终获得了具有一定可靠性的非线性整体稳定系数。以跨度93m、矢跨比1/12的优化后的弦支穹顶结构为算例,进行了考虑初始几何缺陷的非线性稳定性分析,与传统的特征值屈曲模态法和无初始几何缺陷的结果进行了对比分析,分析表明施工偏差概率法能够充分展现初始几何缺陷对弦支穹顶结构稳定性的影响,其计算稳定承载力比传统的特征值屈曲模态法低30%左右。通过对比分析,对初始几何缺陷最大值采用1.645倍的施工偏差控制限值,初始几何缺陷形状和大小更加合理,稳定分析结果偏于安全。施工偏差概率法在2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定分析中得到了良好的应用,验证了该方法的适用性。     

2008奥运羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构动力特性及地震响应分析

奥运羽毛球馆弦支穹顶直径93m,为目前世界跨度最大的弦支穹顶结构。对其建立有限元模型,进行动力特性分析,提取结构前60阶自振频率和模态振型得出,结构模态频率密集,振型以中间张弦穹顶竖向振动为主等特点;合理选取地震波对结构进行水平和竖向地震时程分析,提取结构上部网壳与下部索杆在地震作用下的动内力变化数值,并与反应谱法结果进行比较,得出结构径向杆件地震动反应最大,水平向地震起控制作用等特点,可为相关结构的抗震设计提供参考。     

多次预应力拱桁架静力试验

对预应力张弦拱桁架进行了模型试验研究,通过多次张拉预应力索分级加载,验证可滑移弹性支座在张拉过程中的滑移性能,测试多次张拉过程中拱桁架构件的应力及结构的位移变形,并与理论计算结果进行了对比。结果显示,多次施加预应力可以有效降低结构内部应力峰值,增大结构承载能力。试验模型及结论可以为今后此类工程的设计和施工提供参考。     

温度变化下弦支穹顶结构整体稳定性分析

以2008奥运羽毛球馆实际工程为背景,从温度分布的基本概念出发,考虑了温度改变引起的预应力索力变化情况,通过ANSYS有限元分析中的结构屈曲分析,进行弦支穹顶结构在温度改变下的整体稳定性研究分析。结果显示：弦支穹顶结构的稳定性受常温变化的影响较小;随着温度升高,稳定系数不断增大。这一结论表明：弦支穹顶结构张拉施工适合在夏季完成,对实际工程有一定的参考价值。     

氯离子环境下均匀腐蚀钢筋的概率分析

以氯离子环境下检测到的均匀钢筋腐蚀数据为基础,用平均腐蚀深度对钢筋的锈蚀程度进行了描述,探讨了均匀腐蚀钢筋的深度分布类型和规律,通过对数据的K-S检验分析,得出了一定腐蚀时间下腐蚀深度概率分布规律。