简介：空间网格结构优化的设计参数很多，如结构高度、网格数、构件截面尺寸等．这些参数的量级或量纲不同，优化比较困难．运用改进的遗传算法进行空间网格结构的形状和截面优化，考虑了结构变形、压杆稳定、长细比等约束条件．采用拉格朗日乘子法对约束条件和优化函数进行处理，得到用于分析的无约束函数，提高遗传算法的运行效率．使用MATLAB遗传算法工具箱提供的函数编制了包含连续、不连续实数变量和整数变量的混合变量编码的结构优化程序．算例分析表明，程序可靠，算法收敛较快．

简介：空腹网壳是由平板型空腹网架演化而来的新型曲面空间网格结构，形式多样．为了解其中肋环型球面空腹网壳结构在竖向静载作用下的力学性能，本文采用空间梁单元，在边界上、下弦节点均约束线位移时共计算了22个算例，讨论了矢跨比、网壳厚度、网格圈数等参数对其变形和内力的影响．分析表明，肋环型球面空腹网壳可看作是两个具有相同曲率中心的单层网壳通过竖腹杆连接而共同工作，其矢跨比不宜小于1／6，网壳厚度和网格圈数对结构力学性能的影响较小．本文还进行了这种结构与单层网壳的对比分析，表明其具有良好的技术经济指标．

简介：球面网壳可以覆盖没有支柱的大空间，而且造型美观，近年来得到快速发展和广泛应用．在众多网壳型式中，有一种新颖的外铺带肋钢板球面肋环型网壳，在鞍钢、武钢等新型煤气柜工程中作为顶盖广泛使用．该结构特点是轻质、大跨，所以稳定性问题特别突出，必须对其进行稳定性分析．本文基于几何非线性有限元理论，借助弧长法，利用结构分析软件ANSYS，对考虑局部屈曲后强度利用的铺钢板肋环型网壳结构进行全过程计算，绘制了结构的荷载一挠度曲线．通过对荷载一挠度曲线的分析，探讨了结构失稳的原因和屈曲过程，得到了一些有价值的结论．此外，对不同矢跨比及不同截面的铺钢板肋环型网壳进行稳定分析，发现许多有规律的现象．这些结论和发现对工程设计具有一定的指导意义．

简介：环向折线形单层球面网壳的基本结构体系兼有单、双层球面网壳结构的受力特性,且节点为铰接,是一种新型的静定空间桁架结构.为改善结构受力、满足构造要求,可在基本结构体系基础上增设内圈环杆.本文对内圈环杆加强的环向折线形单层球面网壳结构进行了全跨、半跨荷载下的静力加载试验,并将试验数据与理论分析结果进行对比.分析结果表明：该结构具有良好的受力性能,试验数据与有限元分析结果之间的差异较小,理论分析正确.

简介：以大连国际会议中心为工程背景,应用大型通用有限元分析软件ANSYS对内置加劲环空间圆管相贯节点进行了非线性有限元分析.本文简要介绍了计算节点有限元模型各关键参数的具体设置,系统分析了在其他参数不变的前提下内加劲环间距对节点强度、刚度以及破坏模式等性能的影响,提出了在相贯节点主管内设置加劲环的合理构造要求,为该工程的设计提供了理论依据.

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.

简介：大跨网壳结构具有高度的几何非线性,结构设计一般由整体稳定性控制.本文以北京某单层肋环型椭圆穹顶网壳工程为背景,利用非线性有限元计算方法,对其整体稳定性进行了线性特征值屈曲、弹性屈曲以及弹塑性屈曲三方面的分析,并求得了它们的极限荷载.同时,还考察了钢材的屈服强度以及初始缺陷对极限荷载的影响,并将数值计算结果与拟壳法所得的设计临界荷载进行了比较,得出的结论对实际工程具有一定参考价值.

简介：提出了一种具有环向预应力的三重钢管防屈曲支撑(three-tubebuckling-restrainedbrace,TTBRB)。该防屈曲支撑由位于中间层提供轴向刚度和承载力并耗散地震能量的芯材钢管,以及分别位于芯材外部和内部限制芯材整体屈曲和局部屈曲的外套管和内套管等3部分组成。内、外套管与芯材钢管之间设置高分子聚乙烯材料制作的减摩层,以减小芯材轴向变形过程中内、外套管与芯材之间的摩擦力。相比用实心截面芯材的传统防屈曲支撑,用空心圆管作为芯材具有更大的回转半径;且取消了混凝土类填充材料,大幅度降低支撑自重,及混凝土损伤导致的耗能能力削弱。内、外套管能够限制芯材钢管的整体屈曲和局部屈曲,并可通过装配应力的方式对芯材钢管施加环向预应力,从而可改变芯材钢管的受拉或受压屈服强度。采用验证的有限元模型研究了内、外套管与芯材钢管之间的间隙和芯材钢管内环向预应力大小对TTBRB滞回性能的影响。分析结果表明,间隙较小时,芯材在轴力作用下的环向变形受到内、外套管的限制而产生环向应力,进一步施加环向预应力后,TTBRB的轴向拉压强度显著改变。仅外套管与芯材套管之间存在间隙时,TTBRB在受拉时可提前屈服,在受压时屈服强度不受影响,应作为三重钢管防屈曲支撑优先采用的方案。

简介：选取轴对称肋环型索穹顶结构的1条肋,用约束力代替多余约束,根据力的平衡,推导了节点之间脊索与斜索共同传递的竖向力及径向水平力计算公式,给出了脊索、斜索、环索和撑杆初始预应力计算公式.本文方法将初始预应力分为两部分：一部分为中心脊索水平约束力为0、竖向荷载下的初始预应力值;一部分为中心脊索水平约束力为P的自平衡预应力.其中,自平衡预应力与P呈线性变化,可以通过提高约束力P提高整个索穹顶结构的初始预应力水平,从而满足各种荷载工况下的受力要求.最后,通过一个算例介绍了本文方法的计算过程并验证了方法的正确性.

简介：传统的Rayleigh阻尼系数计算法（两参考振型法）并不总是适用于单层柱面网壳的地震时程分析,对基于多参考振型的Rayleigh阻尼系数计算方法在单层柱面网壳中的应用进行了研究.分析结果表明,在某些地震波作用下,主要贡献振型数目较多,分布较为离散,且频率值相差较大,此种情况下基于多参考振型的计算方法比两参考振型法更为合理;而在另外一些地震波下,结构的主要贡献振型数目较少,分布较为集中,且频率值较为接近,此时基于多参考振型的计算方法和两参考振型法都可以应用.

简介：将“工业固体废渣资源化”是我国建设生态文明型、资源节约型国家的重要举措．制造磷酸排放的大量磷渣（二水石膏）和火力发电厂排烟的大量脱硫石粉的固体废渣，通过工艺转化为“磷石膏”（半水石膏）及“脱硫石膏”，两者与天然石膏具有相同的物理、化学指标．石膏类材料另一特性是浇制后的浆液初凝时间快，加缓凝剂后仅30分钟，是砼初凝时间（8小时）1／16，利用此原理采用砼与石膏浆液分层分段浇制成型，从而形成几种新型砼结构体系．正值我国钢结构住宅建筑发展之际，课题组推出“浇制石膏、装配整体式钢网格式框架结构”，应用于大开间多高层节能建筑．这些石膏、砼和石膏、钢结构新体系是以多项国家发明专利作为技术支撑，通过理论分析、科学试验及工程实践，使“变废为宝”的磷石膏、脱硫石膏等石膏类材料取代传统的粘土砖、水泥标砖形成的砌体，对节约土地资源、循环经济均具有显著的促进作用．本课题是一项较庞大的系统工程．本文仅对课题的新型结构体系各方面内容进行综合性介绍，以期“抛砖引玉”，在充实提高的基础上，形成具有我国自主知识产权的建筑结构新体系．