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  • 简介:弦支穹顶结构体系是基于索杆张力体系和单层网壳而形成的一种新型杂交空间结构体系.本文对这种结构的初始预应力确定方法及其稳定性能进行了深入的理论研究.提出并采用了基于将结构分块的分析方法--局部分析,并结合弦支穹顶的拓扑关系对初始预应力分布的确定进行了简化.针对联方网格型弦支穹顶结构进行了静力稳定性能分析,结果表明同单层网壳相比,尽管其用钢量增加了近30%,但其极限载荷却提高了266%,结构体系更加合理,具有很好的应用前景.

  • 标签: 弦支穹顶 初始预应力 局部分析法 拓扑关系 网壳
  • 简介:总结了国内现阶段结构设计领域对蒙皮效应的应用和局限性,回顾了国外建筑领域蒙皮效应的研究、应用历程。通过ANSYS有限元分析软件对某单层门刚厂房实例进行了屋面蒙皮效应的分析和计算结果的比对,认为其对单层门刚厂房的影响十分显著。特别得出在考虑蒙皮效应的刚架设计中,山墙在其平面内需要有可靠的支撑体系或传向基础的可靠传力路线。将蒙皮效应作为安全储备的设计方法不一定得到安全的结果。因此,在结构设计领域展开对蒙皮效应的系统性研究,将其纳入设计计算体系并制定专门性的规程规范,同时在工程实际中大力推广、广泛应用,不仅具有极强的经济意义,而且可以使结构的设计工作状态与实际工作状态更加一致,这是结构设计所希望达到的最佳设计状态。

  • 标签: 蒙皮 山墙支撑 破坏 影响比对 门式钢架
  • 简介:装配式输送机栈桥是区别于传统钢桁架栈桥的一种跨度大、施工简单的新型结构形式.其侧围护板不仅起到围护作用还承受一定的竖向荷载并为主受力构件提供侧向支撑和扭转约束,对于提高整体刚度、限制结构变形具有一定贡献.本文利用ANSYS有限元软件对考虑蒙皮效应和未考虑蒙皮效应的装配栈桥进行非线性计算,针对结构的内力、位移分布规律和动力特性进行深入研究,重点分析侧围护板的相关参数对于结构整体特性的影响,得出与蒙皮效应相关的结论,对该类结构的研究和应用起到理论指导作用.

  • 标签: 钢桁架 装配栈桥 静动力特性 有限元 参数分析 蒙皮效应
  • 简介:对钢截面的弹塑性分析应用非线性方程组求解的牛顿-拉夫逊,给出荷载-变形计算的一种正算算法,即任意给定一组轴力-弯矩,由迭代得到截面形心应变-曲率。基于截面纤维模型,采用平衡推导截面刚度矩阵和计算截面承载力,为边缘屈服判断提供了方便,适用于各种形状和双向受力的截面。参考有限元程序设计方法,给出模块化的迭代流程,具有良好的通用性。给出手算算例,分别采用解析和迭代计算,结果吻合。

  • 标签: 弹塑性分析 材料非线性 数值分析 纤维模型 截面刚度矩阵 迭代法
  • 简介:在基于随机摄动理论建立索张拉预应力空间钢桁架随机内力统计特性分析模型的基础上,进一步利用映射变换法建立了空间预应力钢桁架任意单元失效模式的可靠度指标与验算点的迭代模型,并基于点估计得到了整体结构失效概率的计算公式.整体结构的基本随机参数包括折线索单元和桁架单元的截面面积(或综合刚度)、张拉钢索的预拉力、外荷载及边界弹性约束刚度等.利用本文计算模型对工程中常见的倒三角预应力立体钢桁架进行了分析,对影响整体可靠性指标的有关参数进行了讨论,为索张拉预应力立体钢桁架整体可靠性设计提供了一定的参考依据.分析表明,随机变量分布特性对空间预应力钢桁架整体可靠性指标影响较大,且影响程度又随材料强度的标准差有一定的变化.

  • 标签: 预应力空间钢桁架 映射变换法 点估计法 系统可靠性
  • 简介:本文所介绍的索-拱结构,是在圆弧或椭圆形拱轴线上,按照拱在重力荷载作用下的弯矩变化图设置撑杆和拉索(或预应力拉索),以改善拱轴线上不均匀分布弯矩,达到提高纯拱结构刚度及稳定承载力的目的.利用弧长法对这种索-拱结构在全跨均布荷载和半跨均布荷载作用下的面内稳定性能进行了弹性大挠度跟踪分析,揭示了它的受力特性和破坏机理;同时文中还分析了矢跨比和撑杆高度的变化对索-拱结构受力性能的影响.

  • 标签: 索-拱结构 平面内稳定性能 刚度
  • 简介:基于本文建立的拉索式空间预应力钢桁架优化分析的一般计算模型,对几种不同结构方案的预应力立体钢桁架进行了优化分析,得到了相应结构的整体刚度参数-最大挠跨比与钢索预拉力、钢索截面尺寸及总用钢量等参数的变化关系(用一组图表表示),并讨论了不同结构方案的用钢量与高跨比(桁架高度)的关系,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据.

  • 标签: 空间预应力 钢桁架 优化分析
  • 简介:索穹顶结构的预应力张拉施工成形过程分析一直是国内外学者研究的热点和难点.本文结合国外已有工程预应力张拉施工方法和国内相关研究成果介绍,以一跨度为122m的索穹顶结构为例,提出了包括逐圈斜索张拉、仅外圈斜索张拉、逐圈竖杆顶压、仅外圈竖杆顶压、逐圈环索张拉、仅外圈环索张拉、逐圈斜索原长安装等七种预应力张拉施工方法,并采用动力松弛对采用各种预应力张拉施工方法进行施工模拟全过程分析,为实际索穹顶结构工程的张拉施工提供理论依据和技术支持.

  • 标签: 索穹顶 预应力张拉 施工方案 动力松弛法
  • 简介:应用双重非线性有限元对空间效应影响下的KX型圆钢管相贯节点进行了广泛的数值分析,分别获得了几何效应和荷载效应影响下节点的破坏模式与极限承载力.不同支腹杆轴力比下引起空间KX节点发生弦杆管壁局部屈曲破坏模式的原因主要有三种,即轴力比较小为负、较大为负和轴力比为正时.根据不同几何参数下节点极限承载力的变化规律,对于几何尺寸相同的弦杆与腹杆,支杆截面越大,对节点域刚度的贡献作用就越大,节点极限承载力的提高幅度也越大;支腹杆轴力比一定时,支杆的管径越小,对节点的极限承载力越不利.工程设计中空间KX型节点的支腹杆截面尺寸不应相差过大.

  • 标签: 空间KX型圆钢管相贯节点 空间效应 破坏模式 极限承载力
  • 简介:广东省清远市体育馆为正六边形平面,采用六块单轴对称的双层扭网壳组合而成。每块扭网壳在支座处采用异钢种预应力钢结构,使屋盖用钢量下降了35%。本文讨论它的设计、构造与力学特点.并提出在多索张拉时,施工张力计算的简单方法——刚度聚合法。

  • 标签: 网壳结构 大跨度 预应力钢结构 屋盖 单轴对称 体育馆
  • 简介:通过对一个静置于地面的单弦杆网架进行预应力后张拉,得到马鞍形网壳.对鞍形网壳模型进行了竖向加载试验,静载施加于上弦节点,分级加载.测试了各级荷载作用下的杆件应变和上弦节点挠度,得到荷载一挠度曲线,从而得出该结构模型的竖向极限承载力.试验结果表明,轴力是杆件主要内力形式;杆件破坏现象较少,仅支座附近腹杆发生了轻微屈曲;在成形阶段部分上弦节点即进入塑性,节点承载力降低,在加载过程中易发生断裂破坏,进而引起结构刚度下降,削弱了结构竖向承载能力;由荷载一位移曲线看出该结构的主要破坏形式不是整体失稳.最后给出改进结构的指导思想是在不降低节点铰接特点的同时,设法提高其承载能力.

  • 标签: 后张拉预应力 网架 极限承载力 试验研究
  • 简介:为研究高强钢厚板在高应力三维度下的断裂模式,对18个厚度为26mm的Q345钢缺口板进行了拉伸断裂试验和基于结构钢椭球面断裂模型及偶联屈服模型的数值分析.结果显示:高强钢厚板缺口板在几何变化剧烈、应力高度集中的缺口根部断裂;缺口根部刻弧半径和缺口宽度愈小的试件;断裂延性愈差;断裂指数的分布规律和应力三维度具有较高的关联度,位于板厚中面的缺口根部应力三维度最高,是裂纹起裂点;当应力三维度介于0.43-0.72时,高强钢厚板的等效断裂应变和应力三维度较好地遵循幂函数演化.

  • 标签: 高强钢缺口板 断裂模式 椭球面断裂模型 断裂指数 应力三维度 等效断裂应变
  • 简介:运用蒙特卡洛有限元,考虑预应力的随机性,分析并计算了点支幕墙预应力索桁架支承体系的挠度最大值的统计特征值,得到其失效概率。进而对索桁架的预应力控制进行探讨。

  • 标签: 索桁架 预应力损失 蒙特卡洛有限元 失效概率
  • 简介:受压或受弯的冷弯薄壁卷边槽钢有板件局部屈曲,截面畸变屈曲和整体弯曲屈曲或弯扭屈曲三种模式.本文着重介绍板件的相关屈曲和计算截面畸变屈曲应力的方法并阐述了三种屈曲模式之间的相关关系.指出用传统的有效截面设计计算受压和受弯冷弯薄壁卷边槽钢承载力的弊端,较详细地说明了用构件全截面计算的直接强度设计.

  • 标签: 冷弯薄壁型钢构件 冷弯卷边槽钢 截面畸变屈曲 弯扭屈曲 抗弯刚度 截面
  • 简介:FEDR(FiniteElementDynamicRelaxation)是一种新型的找形分析方法,即结合悬链线单元及有限单元的动力松弛.动力松弛不需要组装结构刚度矩阵,但该方法在求解过程中容易错过局部极值.对该问题提出改进措施,给出FEDR的步骤及程序实现策略,并用FORTRAN语言和ANSYS的APDL语言编写程序.采用FEDR对索穹顶结构进行形态分析.索穹顶结构的索垂度不能忽略,给出考虑结构成形后索长和索中张力水平分量的无应力索长计算公式.进行了算例分析,结果表明,FEDR是正确可行的,改进措施、求解过程及程序实现策略是正确合理的,推导的无应力索长计算公式是正确的,应用该方法对索穹顶结构进行找形分析是可行的.

  • 标签: 索穹顶结构 找形 FEDR法 无应力索长计算公式
  • 简介:平面索桁架以及由平面索桁架组成的空间索桁结构是一种应用广泛的柔性结构,它依靠拉索的张力提供刚度.寻找柔性结构合理的预应力分布以达到建筑造型和力学性能的要求是其找形分析的主要目的.与索穹顶结构、单层索网结构相比,索桁架的拓扑关系更加简单明确.力密度、动力松弛等一般用于解决单层索网等结构由给定预应力确定初始位形的问题,且难以直接应用在通用有限元软件中(如ANSYS).如果套用索穹顶、单层索网等的找形方法(如力密度、动力松弛等)进行找形,则无法直接运用通用有限元软件进行分析.本文依据索桁架结构体系简单明确的拓扑关系,发展了一种通过给节点施加位移进行迭代计算的非线性有限元找形分析方法,该方法不同于单层索网或膜结构找形的小杨氏模量.本方法求解速度较快,结果较为准确,同时便于在现有的通用有限元软件中应用.

  • 标签: 索桁架 找形分析 非线性有限元 迭代
  • 简介:将剪力键式空腹夹层板看成板和等效交叉梁系组成的整体结构,利用弹性力学方法求出它的弯曲挠度的解析式,继而可求得板、肋和剪力键的内力,将有关数据代入本文公式即可求得该结构的挠度,给工程设计人员提供了方便。

  • 标签: 剪力键 空腹夹层板 静力计算 交叉梁系 内力 挠度
  • 简介:本文把蒂肋扁壳的肋看作为一层同壳,且连续化为下层壳,并与蒂肋壳的壳板即上层壳组成件同工作的拟双层壳计算模型,进而可按弹性小挠度薄壳理论分析计算蒂肋扁壳。文中椎导建立了一般情况下带肋扁壳混台的基本方程式。这种构造上的拟札层壳一般不存在中面,因而壳体的薄膜内力、弯矩与薄膜应变、弯曲应变是耦合的,存在一个耦合矩阵,它可充分反映肋与壳板偏心矩e的影响。对于两向正盘正放与三向带肋扁壳文中作了详细的讨论,并说明了在一定条件下,基本方程式可简化为一个构造上正史异性甚至各向同性单层扁竞的基本方程式,以方便计算和工程应用。文中附有算倒两则。

  • 标签: 双层 内力 弯矩 挠度 工程应用 薄壳理论
  • 简介:公开(公告)号:CN102169014A本发明公开了一种钢结构的建筑物声音振动和结构应力变化监测传感器,该传感器由分布在建筑物钢结构的传感单元、信号处理单元、信号传送单元和供电单元组成。传感单元采用一个或多个感知0.01Hz到10kHz的声音、振动和0.01kPa到1000kPa结构应力的共聚物压电传感器组成。

  • 标签: 钢结构建筑物 压电传感器 应力变化 振动 声音 监测