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  • 简介:应力杆件体系的结构判定是预应力结构设计的基本问题,更是新型预应力杆件结构体系研究的重要基础理论。本文首次提出了预应力杆件体系的结构判定的三个层面问题,即结构判定、预应力结构判定和预应力杆件的判定。进而在分析现有结构判定准则的基础上,详尽阐述了预应力杆系结构的特征及其判别准则;提出了平衡矩阵向量表示及其含义;通过基杆系与非基杆系、赘余杆与非赘杆和必需杆与非必需杆的定义,解决了非预应力杆件的判别问题。

  • 标签: 杆件结构 预应力结构 杆系结构 体系研究 基础 判定
  • 简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。

  • 标签: 圆钢管混凝土柱 耐火试验 截面温度分布 抗火设计 简化计算方法
  • 简介:杆系结构后张预应力的形成,由于施工等因素有时需要采用分批张拉索来完成。本文采用悬链线索元、空间杆元模型和几何非线性有限元理论,利用索原长变化量和索张力一一对应的关系,进行了分批张拉预应力的分析。简单算例表明以原长变化量为控制条件,结构能有效、快速地张拉到设计预应力状态。

  • 标签: 后张预应力 杆系结构 分批张拉 铰接 几何非线性 施工
  • 简介:大跨度空间结构类建筑往往人群密集,一旦出现事故必然造成重大安全责任事故,极大地危害人民生命财产安全,对此类建筑承载力的研究有助于避免安全事故的发生。以成都世纪城新国际会展中心为工程背景,考虑展馆参展期间主桁架下弦节点吊挂重物的实际情况,通过有限元仿真计算给出了展馆主桁架下弦节点吊挂承载力及合理吊挂方案,现场吊挂荷载试验验证了理论分析计算的正确性。以理论分析与现场试验相结合的方式,提卅了展馆屋面主桁架吊挂承载方案,能为同类型结构运营使用期的承载力确定提供参考。

  • 标签: 空间结构 预应力钢桁架 吊挂承载力 有限元仿真 现场试验
  • 简介:在大跨度空间钢结构施加预应力是一个钢结构应用的新技术,预应力空间钢结构与传统的大跨度钢结构相比,具有节省用钢和建设速度快两大优点.在国内某民航基地维修机库的建造中,采用了国外某公司的预应力钢结构专利新技术.与传统的大跨度钢结构相比,该项技术使该工程的用钢量减少了40%,并使工期缩短了50%.本文介绍了这一工程中应用的大跨度空间预应力钢结构的张拉新技术.

  • 标签: 大跨度预应力 钢结构 张拉 空间结构 变形
  • 简介:表文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况.这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜柱网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等.最后,本文展望了新世纪的预应力空间钢结构.

  • 标签: 预应力结构 大跨度结构 空间钢结构 索穹顶结构
  • 简介:大型石油储罐是一种短柱圆形薄壁壳体结构,对地基沉降十分敏感,其中地基局部不均匀沉降和地基整体倾斜对罐体的影响最为关键.采用有限元方法,研究分析了在地基整体倾斜1.5°和地基局部不均匀沉降达到20mm的情况下,大型石油储罐的变形形态以及应力分布特征.结果表明,地基整体倾斜沉降最大变形发生在储罐中下部,最大Mises应力发生在罐壁下部;局部不均匀沉降最大变形发生在敞口顶部,变形形态表现为褶皱式扭曲凹凸,并且具有简谐波形的特性;罐壁内最大Mises应力位于局部沉降区域内的罐壁和底板焊接处.结果同时也表明,地基整体倾斜沉降和局部不均匀沉降都会造成储罐较大的径向变形而导致浮盘升降困难,减小储罐的容量;罐周局部不均匀沉降还会造成罐壁与底板的焊缝撕裂,导致储液泄漏.

  • 标签: 大型储罐 整体倾斜沉降 局部不均匀沉降 储罐变形 储罐应力
  • 简介:随着计算机技术的发展,基于拓扑优化技术的轻量化设计在结构设计领域广泛运用.从目前的空间结构领域来看,针对具体项目的连续体结构的拓扑优化主要还是靠工程师的工作经验来进行,而采用系统性的优化策略来进行结构优化还并不成熟,尚待深入研究.六杆四面体球面网壳是一种包含装配式建筑思想的新型空间壳体,近年来进行了广泛深入的研究.本文基于应变能最小准则针对这种新型网壳结构的力学性能进行了截面尺寸优化,对优化前后网壳各个方向的位移及各杆件截面尺寸的变化进行分析研究.优化结果表明,在减重百分之二十的条件下,结构刚度有了较大提高,竖向位移得到了有效控制,自动化的拓扑优化技术在新型空间结构体系上得到了较好的实现.

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 结构拓扑优化 轻量化设计
  • 简介:由于螺栓连接曲梁变形是静不定问题,不能简单把螺栓连接曲梁的弯曲变形作为静定问题处理,否则会导致曲梁的弯曲应力及螺栓剪力存在较大的计算误差.因此,按静不定问题研究螺栓连接曲梁的弯曲变形,推导出了曲梁弯曲应力及螺栓剪力的计算公式.算例分析表明,该方法计算结果与有限元方法求解结果非常接近,两种方法计算结果的误差很小;对于螺栓连接曲梁截面弯曲应力及螺栓剪力的计算,应把梁弯曲变形按静不定问题处理更为合理.

  • 标签: 曲梁 螺栓连接 弯曲应力 剪力
  • 简介:焊接高强钢盖板的预应力钢梁构造简单,刚度较大,节约钢材,是一种值得推广的结构型式.本文介绍了这类预应力钢梁制造方法和计算方法,并通过工程实例说明其应用方法和经济效果.

  • 标签: 焊接 高强钢盖板 钢梁 预应力结构
  • 简介:英国应力蒙皮设计规范BS5950-9对屋面和墙面维护结构所用压型钢板的应力蒙皮作用包括设计与施工作了详细的规定。本文介绍了该规范主要内容的第二部分。

  • 标签: 压型钢板 极限状态 应力蒙皮 框架
  • 简介:内外双重张弦网壳结构是一种新型的预应力结构体系,主要由单层曲面网格结构和空间索桁体系复合而成.为了对体系的形成过程进行安全控制,有必要对结构进行详细的施工模拟分析,确定出合理的张拉顺序和张拉力控制值.本文以乐清体育中心体育馆内外双重张弦网壳结构屋盖为例,详细介绍循环迭代降温法在该索系找力分析的应用.文中利用找力分析得到的一系列温度数组对分阶段多批次分级预应力施工过程进行仿真模拟分析.分析结果表明:循环迭代降温法可以得到每级张拉所需索力施工张拉控制值.与一次张拉成型相比,采用分阶段多批次分级预应力施工方案,可以大大降低成本且满足工程精度要求.

  • 标签: 内外双重张弦网壳结构 找力分析 施工过程 仿真分析
  • 简介:基于ASHRAE太阳辐射模型和瞬态热传导理论,对太阳辐射作用下钢筒仓和钢筋混凝土筒仓进行瞬态热分析,得出太阳辐射作用下筒仓结构的温度场.通过研究筒仓仓壁在太阳辐射作用下的温度场,发现储料的热工参数对钢筒仓仓壁的温度场影响较大,而对钢筋混凝土筒仓的影响很小.通过参数分析,研究不同热工参数的储料对钢筒仓仓壁温度场的影响.最后对不同太阳辐射吸收系数、筒仓直径和壁厚对仓壁温度场的影响进行分析研究.

  • 标签: 筒仓 太阳辐射 温度场 储料
  • 简介:加强型钢拱梁是根据结构在承受竖向荷载时的内力及变形图,在钢拱梁平面内增加适当的撑杆和加强型索,以改善其受力性能、提高刚度和承载力的新型结构体系.通过有限元软件ANSYS分析了加强型钢拱梁在不同竖向荷载作用下以及不同初始加强型时应力和位移的变化规律,并依据钢拱梁在全跨和半跨荷载作用下的受力特征对加强型钢拱梁进行了改进和有限元分析.结果表明能较大地提高结构的刚度和承载力,而改进后的加强型钢拱梁对于抵抗半跨荷载的刚度和承载力又有明显的改善.

  • 标签: 加强型钢拱梁 改进结构 预应力 刚度 承载力
  • 简介:本文介绍了一种新型的螺栓环节点,通过对这种节点的理论分析和单条试件的足尺试验以及工程的应用,证明了它传力可靠,制作安装方便,并妥善解决了不同钢种的焊接问题,能适用于一般组合网架的上弦节点与支座节点。同时,介绍了预应力组合网架的设计与应用,通过实际工程的静、动力计算与测定,证明了这种结构是可靠和合理的。

  • 标签: 组合网架 节点 预应力 制作安装 试件 动力计算
  • 简介:肋环型索穹顶是美国工程师Geiger根据Fuller的张拉整体结构思想开发的一种新型预张力结构,并最早应用在汉城奥运会的体操馆和击剑馆.考虑到该结构是一种轴对称结构,本文提出了确定初始预应力分布的快速计算法.该法从平面径向桁架节点平衡关系入手,推导了不设和设有内拉环的肋环型索穹顶预应力杆内力一般性的计算公式.对特定参数的索穹顶结构还给出了内力计算用表.通过本文提供的分析方法、计算公式和内力计算用表,可方便快速的确定肋环型索穹顶结构的初始预应力分布,为该类结构的进一步设计和力学性能分析提供基础.

  • 标签: 索弯顶 肋环型索弯顶 张拉整体 预应力 桁架 节点
  • 简介:索桁预应力穹顶结构是一种新型的空间结构形式.本文针对这一特定的结构形式,通过改变结构参数(矢高、预应力、布索方式),得出其相应的静动力特性的变化规律,从而探明了结构的参数变化对其静动力特性的影响,得到一些有参考价值的结论.

  • 标签: 空间结构 悬索结构 网壳 桁架 预应力 静动力性能
  • 简介:应力双向网格单层网壳结构是通过在双向网格单层网壳结构内置入预应力索单元而形成的杂交结构,它能显著提高单层网壳结构的整体稳定性能。本文设置了三种预应力索单元的配置模式,分析预应力索截面积和索内预应力值的大小对结构整体稳定性能的影响,并与对应单层网壳结构进行了比较,体现其稳定性能方面的的优越性。

  • 标签: 网壳结构 预应力结构 稳定性 极限承载力
  • 简介:本文对平衡矩阵理论进行了系统研究,建立了两节点索、杆、梁单元的平衡矩阵的一般形式,并对各种加劲梁、张弦梁结构等索杆梁混合单元体系的初始预应力分布的确定和截面设计进行了分析.依据本文理论采用VC++6.0编制了相应程序模块,算例分析验证了本文方法的正确性.

  • 标签: 预应力 索杆梁混合单元体系 平衡矩阵 截面设计 张拉体系
  • 简介:针对几何拓扑关系确定的铰接杆系结构,如何进行杆件的截面配置使结构在材料用量相同的情况下刚度最大的问题,提出了铰接杆系结构刚度最大的等应力截面配置原理.该原理表明,对于几何拓扑关系已确定的铰接杆系结构,使各杆件都同步达到某一应力时的杆件截面配置方案,是在材料用量相同情况下结构各种可能的截面配置方案中使结构刚度最大的截面配置方案.根据虚功原理,证明了相同荷载作用下杆系结构按等应力原则配置的方案在各种可能的截面配置方案中应变能最小,进而得出了前述原理.通过静定两杆桁架和超静定空间网架结构算例对上述原理进行了验证,结果表明该原理是正确有效的.

  • 标签: 杆系结构 刚度 等应力 虚功原理