基于实测数据立式热水储能罐罐壁力学特性分析

为掌握立式储能罐结构的受力特征,基于某30 000 m³立式热水储能罐项目,依托远程监测技术采集了运行状态下罐壁应力和温度数据,将采集结果与考虑罐底摩擦接触约束建立的有限元模型分析结果进行比较,验证了此有限元模拟方法的合理性;依托实测温度数据,研究了立式储能罐罐壁热力耦合作用下罐壁位移以及应力分布规律。结果表明：罐壁底部和顶部为温度影响敏感区域,温度升高,使其产生压应力;对于环向应力,在底部受温度荷载影响较顶部更显著;而对于竖向应力,影响主要是罐壁底部;温度对罐壁变形影响较大,在空罐时,最大位移位置出现在罐壁最顶端;而满罐时最大变形位置出现在中上部的位置,温度作用大于静水压力对罐壁变形的影响。     

双层球面网壳屋盖结构的摩擦摆层间隔震研究

为了深入研究摩擦摆(FPS)隔震网壳结构的抗震性能,将这种隔震装置用于双层球面网壳结构的层间隔震。首先介绍了FPS支座的减振原理,建立了层间隔震网壳结构的运动方程。通过层间隔震双层球面网壳屋盖模型在三向地震作用下的时程分析,全面考察了屋盖结构、支承结构和FPS支座的地震响应。研究结果表明,FPS支座有利于保护整体结构,可有效地应用于球面网壳屋盖结构的层间隔震。     

体育场马鞍面单层索网屋盖结构方案分析

为满足某体育场屋盖采用马鞍面单层索网结构的需求,提出轮辐式单层索网结构和无内环单层索网结构两种方案。基于方案的外形、构件和节点设计信息,比较两种方案下的拉索、索端锚具和大型索夹节点用量等经济指标。利用有限元分析软件Midas/Gen建立模型,分析两种方案在静力荷载作用下的位移和索力,对比两种方案的结构整体刚度、索力大小和索力分布均匀性。利用有限元分析软件Ansys/Ls-dyna建立模型,采用拆除构件法分析两种方案断索后的动力响应,研究两种方案抗连续倒塌性能。结果表明：无内环方案的拉索、索端锚具、大型索夹节点用量均显著少于轮辐式方案的,经济性更好;无内环方案的刚度较大,整体性好,索力较小且索力分布更均匀;无内环方案断索后仍保持形状稳定且索力损失不明显,抗连续倒塌性能更好。     

超弹性TiNi记忆合金螺旋弹簧的滞回性能实验研究

通过滞回性能实验研究了大尺寸Ti Ni形状记忆合金(Ti Ni SMA)螺旋弹簧用于结构振动控制的可行性。利用两种Ti Ni合金制作了大尺寸超弹性螺旋弹簧试件。对Ti Ni弹簧试件进行了单轴反复荷载作用下的力学实验,获得了其在不同加载条件下的恢复力-位移曲线。分析了不同循环加卸载次数、加载频率、位移幅值对两种Ti Ni弹簧的滞回环及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余位移4个力学参数的影响。研究结果表明,超弹性Ti Ni弹簧可提供较大的恢复力、位移以及稳定的复位性能,并具有一定的耗能能力,在工程结构自复位振动控制中具有较好的应用潜力较好。     

摩擦-SMA弹簧复合耗能支撑在周边支承单层球面网壳结构中的减震效应研究

提出了一种新型摩擦-SMA弹簧复合耗能装置(Friction-SMA spring Device,FSD),该阻尼装置由大尺寸超弹性SMA螺旋弹簧装置和摩擦耗能装置。基于SMA装置和摩擦装置的力学模型,建立了FSD的恢复力模型。将FSD用于周边支承单层球面网壳结构的耗能支撑(Friction-SMA spring Brace,FSB)。采用ABAQUS软件建立了整体结构的有限元模型,对其进行了多维地震作用下的动力弹塑性分析,对比分析了受控结构与无控结构中屋盖和下部框架的位移响应、加速度响应、等效塑形应变和能量响应。研究结果表明:设置于网壳屋盖下部结构中的FSB在强震作用下可提供饱满的滞回环,有利于发挥耗能作用;强震作用下受控结构主要通过FSB进行耗能,可有效减轻主体结构的塑形发展和地震损伤;FSB对网壳屋盖及其支承结构在水平方向的减震效果优于竖向减震效果。     

不同施工张拉方法下轮辐式索桁架力学分析与试验研究

针对圆形轮辐式索桁架结构,为研究合理安全、经济实用的施工张拉方法,确保结构成型后受力和变形与设计一致,基于分步提升整体张拉的思想,提出张拉上径向索、张拉环向索和顶升内撑杆3种施工张拉方法.对3种施工张拉方法进行施工仿真分析,研究张拉过程中的力学性能特点和发展历程.试验以1∶10的结构缩尺模型,采用张拉上径向索方法、张拉环向索方法、顶升内撑杆方法对试验模型进行张拉.研究结果表明:3种施工张拉方案发展历程规律相同;施工中张拉上径向索方案所需张拉工装吨位最大,但操作简单;顶升撑杆方案工期最长,张拉环索方案张拉工装吨位最小,但需对环索进行构造处理.将张拉试验结果与理论结果进行对比分析,最后得出适合轮辐式索桁架结构的施工张拉方案,所得结论对此类预应力钢结构施工方法具有实际借鉴意义.     

自然火灾作用下钢筋混凝土框架结构性能分析

在考虑自然火灾的基础上,进行了局部火灾作用下框架结构传热分析和非线性分析,对其温度分布规律、内力重分布规律和变形规律进行了研究。传热分析表明,受火过程中,受火构件截面平均温度较低。分析表明,受火过程中,框架经历了明显的内力重分布,大多数截面的内力都经历了一个先增大后减小的过程,受火构件的热膨胀是内力重分布的主要原因;自然火灾作用下,框架结构没有达到耐火极限状态。     

单层柱面网壳2类模型的地震响应比较分析

为了研究单层柱面网壳节点刚度对结构地震响应的影响,应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA中的壳单元Shell163和梁单元Beam161分别建立了2类相同尺寸的网壳模型.2类模型的主要区别是:壳单元模型中可以按构件的实际尺寸建立空心球节点,并且壳单元节点模型的承载力值与实体单元节点模型值接近.通过改变结构参数,比较了矢跨比、长宽比和跨度变化时同类模型间的响应变化,以及同一结构参数下2类模型的地震响应差值.结果表明:结构参数变化时,2类模型的响应变化幅度存在明显差异;同一结构参数下,2类模型的响应差值变化较大,在进行此类结构地震响应分析时应考虑球节点的刚度影响.     

国家体育场柱脚抗拔性能试验研究与分析

对国家体育场柱脚进行抗拔性能试验研究与分析,详细描述了试件设计制作与破坏过程,给出了试件的荷载-位移骨架曲线.在此基础上,分析研究了混凝土承台开裂、破坏的全过程,同时,采用ANSYS有限元分析程序,对钢柱脚混凝土承台在单向加载下的荷载-位移情况进行了数值分析,并与试验结果进行了对比,计算结果与实测结果符合较好.     

大跨空间结构协同工作问题研究现状及展望

基于近些年关于大跨空间结构协同工作问题理论方法及应用的研究成果,归纳出大跨空间结构协同工作问题的研究历程,对现有的土-结构相互作用计算模型解决大跨空间结构协同工作问题的适应性进行分析,对协同工作条件下大跨空间结构阻尼比的取值方法予以总结,并对利用九子台多功能振动台阵系统研究大跨空间结构协同工作问题的可行性给予探讨,最后对大跨空间结构协同工作问题未来的研究方向做出展望。