钢管桁架拱的稳定性能及应用

首先介绍桁架拱的组成特点、力学特性及工程应用,探讨拱的弹性和非弹性失稳特点及分类.结合桁架拱弹性屈曲模型、荷载作用类型及初始挠度沿轴线的分布形式,指出了桁架拱几种可能的破坏和失稳形式.在钢管桁架拱形结构失稳模态分析的基础上,利用非线性有限元分析方法,对立体管桁架拱进行了面内整体稳定承载力分析,从结构的荷载-位移全过程曲线考察了桁架拱稳定性能的基本规律,从中找到控制桁架拱设计的主要失稳形式.最后,结合南通体育会展中心拱支网壳结构的整体稳定性能进行研究,指出现阶段对桁架拱稳定性分析的基本方法和步骤.     

国家体育场钢结构屋盖落架过程模拟分析

首先对大跨度钢结构的落架过程进行了简单分析,并给出了落架应遵循的基本原则。其次,针对大跨度钢结构的落架,提出了同步协调和分组分步两种落架方式;结合国家体育场的施工方案,对其落架方案进行了详细分析。最后,采用等效弹性杆端位移法,基于ANSYS有限元软件,对国家体育场的落架进行了全过程模拟分析,通过“从外到内”和“从内到外”两种落架顺序计算结果的对比,证明前者是一种合理的落架顺序。     

北京理工大学体育馆钢结构与混凝土支墩承载力分析

北京理工大学体育文化综合馆钢结构屋盖采用了主桁架拱悬吊屋面桁架的结构形式,主拱是由钢管桁架组成的截面形式为平行四边形的圆弧拱,屋架采用由钢管组成的倒三角形曲线桁架。首先利用有限元法,分析钢屋盖在不同荷载组合工况下的内力和变形;其次对在结构中起重要作用的主桁架拱,进行弹性屈曲分析及弹塑性极限承载力分析,以评价主桁架拱承载力的安全储备;最后针对主拱混凝土支墩在施工中出现的裂缝问题,进行较为精确的数值分析,并讨论在不同荷载条件下的应力和裂缝分布。     

千斤顶单元法在大跨度钢屋盖拆撑过程数值模拟中的应用

大跨度钢屋盖拆撑过程分析是目前大型工程建设中常遇到的施工力学问题,其求解的难点在于千斤顶工作机理、临时支撑与主体结构脱离和接触以及临时支撑回弹现象的模拟,尚未得到有效解决.基于通用有限元软件平台,利用其模块中的只压不拉杆单元和经典梁单元的独特性质,把这两个特性不同的单元并联在一起,通过耦合单元两端相应节点的自由度和修正单元的刚度,构造一种组合型千斤顶单元.引入刚化系数α和软化系数β分别对杆单元和梁单元的轴向刚度进行修正,研究给出了α和β的取值范围,使组合千斤顶单元具有实际千斤顶的性质.建立了拆撑过程分析的千斤顶单元法,能够模拟拆撑过程中千斤顶和临时支撑的工作机理及其与主体结构之间的相互作用.算例分析表明,千斤顶单元法理论正确,应用方便,可以用于实际工程中拆撑过程的模拟,能够分析主体结构及临时支撑内力和变形的变化历程.     

纺织品色彩管理色表测量数据的误差优化

针对目前纺织品色彩管理中,测量误差引起呈色规律跳变和反演等问题,提出一种基于多方向的曲线拟合算法,并结合每一方向曲线对应的权重系数,对测量数据中误差过大的坏点进行优化。通过客观评价和主观评价对该优化方法的应用效果进行分析。结果表明:多方向曲线拟合优化算法对误差大的数据优化显著,对其他正常数据影响小,且可有效降低色表测量数据误差带来的影响,优化后生成的国际色彩联盟(ICC)色彩特性文件整体平均色差降低12.30%,难打色平均色差降低16.67%,中性灰色平均色差降低16.74%;在软打样过程中,优化后生成的ICC色彩特性文件的打样色差也小于优化前的色差。     

基于改进滑模趋近律的振动基机械臂的有限时间轨迹跟踪控制

为解决一类振动基机械臂在基座振动影响下的快速轨迹跟踪问题,提出了一种基于改进趋近律的新型滑模控制方法。将基座振动的影响视为系统的不确定外界扰动项;采用拉格朗日法建立了系统的非线性不确定动力学模型;提出一种新型对数幂次滑模趋近律,并结合一种快速终端滑模面,设计了系统的有限时间轨迹跟踪控制器;理论分析与硬件试验验证了所设计控制器的有效性。结果显示,该控制器有效抑制了基座振动的影响,在有限时间内实现了机械臂的精确轨迹跟踪。可见,该研究所提控制算法具有良好的有限时间控制特性及鲁棒性能。     

深圳湾体育中心钢结构关键节点设计

由于整体结构的复杂性,深圳湾体育中心钢结构的节点类型多达十几种,如网壳节点、网壳落地节点、树形柱柱脚节点、树形柱分叉节点、树形柱分枝与网壳连接节点等,其中树形柱分叉处的弯管节点更是工程的独创。对于一些关键节点,由于汇交杆件较多,构件之间的空间关系复杂,节点受力较大,导致节点设计难度很大。介绍了结构中的主要节点类型,讨论了节点设计的强度和刚度准则;采用壳体和实体单元,对结构中的关键和复杂节点进行了三维有限元分析,基于参数化模型,对节点的构造设计和传力模式进行了研究和优化。     

国家体育场钢结构安装方案研究

研究了国家体育场钢结构安装的三种方案:①全部主结构和次结构按照设计位形在临时支撑塔架上安装,然后拆卸支撑塔架,主、次结构同时落架;②主结构和立面次结构按照设计位形在临时支撑塔架上安装,然后拆卸支撑塔架,落架完成后再安装肩部和顶面次结构;③主结构和立面次结构按照设计位形在临时支撑塔架上安装,然后拆卸支撑塔架但保留各支撑5%的待拆量,落架95%后安装肩部和顶面次结构,最后再二次落架。通过施工过程模拟分析,从结构的受力状态转变、从构件加工和制作的难易程度以及从施工周期等三个方面给出了这三种结构安装方案的优点和缺点。