体内张拉成形空间网格结构上弦环梁对结构内力影响分析

体内张拉成形空间网格结构是由上弦、下弦、腹杆和侧向连接构件组成,上弦环梁作为体内张拉成形空间网格结构中心的一个重要承荷部分,各个张拉单元与整体张拉成形方案不同,在结构成形结束时,其内力由于批次的不同而必然会产生一定的超前或滞后,采用适当加强的上弦环梁纽带作用,会在一定程度上减弱这种结构内力的不均匀性,本文从结构的实际应用出发,对上弦环梁对结构内力的影响作了较为详尽的分析.     

张拉成形网格结构成形过程参数分析

为进一步掌握张拉成形网格结构成形性能,根据结构特点,以结构上弦截面、腹杆、刚臂、高跨比、中心环梁等为主要影响参数,通过理论模拟与分析,结合其现场施工方法,就一个100m跨的张拉成形网格结构工程实例,全面研究了各设计参数对结构成形性能的影响,结果表明,上弦截面、刚臂节间数和高跨比是影响结构成形的3个最主要的参数,其余参数对结构成形内力影响不大,适宜的刚臂对结构成形非常有利,并得出了各参数对结构成形的影响特点.     

张拉成形网格结构成形过程上弦环梁位移影响分析

上弦环梁是张拉成形网格结构中心的一个重要承荷部分,各个张拉单元在此交汇,为进一步明确其对结构成形过程位移的影响特点,选用了整体分次和分批分次2种张拉成形方案,建立了上弦环梁刚度单调变化的6个张拉成形网格结构模型,利用ANSYS有限元程序,全面研究了上弦环梁对结构成形过程位移的影响规律,与整体张拉成形方案不同,采用分批张拉成形方案时,节点位移由于批次的不同而必然会产生一定的位移超前或滞后,研究表明,适当加强的上弦环梁会在很大程度上减弱这种位移的不均匀性,有利于结构顺利成形.     

体内张拉成形空间网格结构的形态分析——几何位移迭代法

针对体内张拉成形空间网格结构实际发展需要,从工程应用的角度定义了该类结构的3种受力状态:零状态、初始态和荷载态.在此基础上提出了一种形态分析方法——几何位移迭代法,并以一个80m跨的体内张拉成形空间网格结构为例,对其找形过程特点做了细致分析.结果表明,几何位移迭代法找形精度高、速度快,非常适合于体内张拉成形空间网格结构形态研究,而且可以保持结构的完整性.     

体内张拉成形空间网格结构径向迭代找形算法

针对体内张拉成形空间网格结构工程应用需要,在几何位移迭代法的基础上提出了一种仅对跨度方向,即径向坐标迭代计算的简易结构找形方法～径向迭代找形算法,并通过一个80m跨的体内张拉成形空间网格结构实例,对其找形过程特点做了细致的对比分析,结果表明该法找形速度快、迭代计算简单,经过6次迭代,坐标误差的最大绝对值仅为△R=7. 03E--04m, △θ=6. 7E--10°, △Z=0．104m,通常情况下完全可以满足实际施工要求,而且可以确保结构成形分析和受荷分析的连续性和完整性,非常适合于体内张拉成形空间网格结构形态研究。     

空间张弦结构抗震性能研究

为了了解空间张弦结构的动力特性及其抗震性能,首先对该结构和无下部索杆体系的单层网壳进行自振特性分析,然后通过时程分析讨论空间张弦结构在地震作用下的动力响应,并研究了撑杆数量、垂跨比、上弦梁刚度、预应力及拉索截面面积等参数对其动力性能的影响.分析结果表明下部索杆体系能增大空间张弦结构的刚度,空间张弦结构的低阶振型以竖向振动为主.撑杆数量、垂跨比及上弦梁截面的增加有利于增大结构刚度及提高结构抵抗整体变形的能力,但预应力和下弦拉索面积对空间张弦结构抗震性能的影响较小.     

张拉整体桁架钢结构成型过程参数分析

针对大跨空间张拉整体桁架结构(ST)的特点,系统分析了张拉整体桁架结构成型过程中因结构上弦截面尺寸变化、初始跨度变化、几何形状变化对结构成型的影响,得出结构成型的条件和初始结构成型近似公式,对该结构成型分析及工程应用具有参考价值.     

三向张弦梁结构弹塑性极限承载力分析

为了了解三向张弦梁结构的屈服机制、塑性发展情况和失效机制,利用有限元方法对某工程中三向张弦梁结构进行了弹塑性极限承载能力分析,并讨论了拱脚连接方式、上弦拱截面惯性矩、拉索截面积及其初始张拉力对三向张弦梁结构承载能力的影响.分析结果表明,此种三向张弦梁结构具有良好的内力重分布能力,其极限承载能力由强度破坏控制.拱脚连接方式对结构的承载能力影响较小,但从结构的失效机制来看,三向张弦梁靠近主入口一侧拱脚宜采用铰接方式.适当增大上弦拱的截面惯性矩可以提高结构的极限承载能力,结构应选择合适的拉索面积及其初始张拉力,否则拉索将首先失效.     

钢筋钢纤维混凝土T形截面梁受剪裂缝控制试验研究

为了研究钢筋钢纤维混凝土T形截面梁的受剪裂缝控制问题,设计了高度为700 mm的钢筋钢纤维混凝土T形截面试验梁,考虑钢纤维体积率变化(0.8%～1.6%)的影响,开展了对称集中荷载作用下的试验研究。主要介绍了试验梁的斜裂缝开展形态和斜裂缝宽度的计算公式,同时检测了试验梁剪压区的混凝土应变、箍筋应变、跨中挠度、斜截面开裂荷载等成果,分析了钢纤维体积率对斜截面开裂荷载和斜裂缝宽度的影响规律,提出了斜截面开裂荷载和裂缝宽度计算公式。研究发现,钢纤维有效提高了低配箍率试验梁的抗裂性能,改善了裂缝分布,T形截面梁的翼缘对腹板斜裂缝宽度的影响不大,与矩形梁的裂缝宽度计算公式基本一致。     

复杂双曲面索网张拉模拟与模型试验研究

中国航海博物馆建筑的中央帆体结构基本体系由风帆屋面、单层索网玻璃幕墙以及边侧玻璃幕墙等3部分成,索网找形是结构施工中重要环节.张拉顺序的不同会产生不同的网格形状,而网格的形状直接影响到玻璃的排布下料.通过缩尺模型试验来考察张拉方式对索网成形的影响,试验结果和数值分析结果为实际工程中索网的施工提了方便可行的张拉方案.     

体内张拉成形空间网格结构成形性能研究

作者对下弦管内索施加预应力张拉结构成形进行了有限元模拟计算,且综合考虑了几何非线性和材料非线性,分析了结构的成形性能.研究表明,上弦是结构成形过程中的主要受力构件,产生较大弯曲变形。主要承受弯矩和少量轴力;刚臂应力应变很小,但刚体转动很大,对结构有一定的约束作用;其他杆件应力很小.     

预应力混凝土简支T形梁桥主梁的优化设计

对公路常用的简支T梁选取截面高度,翼缘板宽度、高度,跨中和支点预应力筋距底边的距离及预应力筋截面面积作为设计变量,以T梁造价作为目标函数,并以现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》为依据, 提出了预应力混凝土T梁的优化设计方法。编制的优化计算程序可以满足设计者对任意桥长(中、小跨径)、桥宽和设计荷载等级的预应力混凝土简支T梁进行优化设计。最后对程序计算结果加以分析并提出实际施工的修正值。     

梁纵截面单位长度法向内力计算公式

用纵截面把梁分成两部分,将梁横截面的内力分解到这两部分的横截面上,同时在纵截面上也得到对两部分的作用力,利用两的平衡条件和纵截面上的变形协调条件建立求解方程,推导出梁纵截面单位长度法向内力的计算公式。该公式经例题检验,在狭长矩形截面梁受均布力时,能得到纵截面正应力的精确解;在狭长矩形截面梁受正弦波型分布力时,当载荷集度变化不大或梁足够细长,也能得到足够精确的纵截面正应力。并对Ｎｏ．６３ｃ工字钢梁受     

预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁的受力性能

通过4根预应力内置圆钢管桁架混凝土组合简支梁的试验,得到了试验梁的荷载-跨中挠度曲线、正截面承载力、裂缝分布与展开特征。结果表明:可基于平截面假定计算该类组合梁正截面的承载力,该类组合梁的平均裂缝间距取决于下弦钢管外径及下弦二钢管截面面积之和与截面有效受拉混凝土面积的比值。提出了与试验结果吻合良好的裂缝宽度和刚度计算公式。     

平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化及实验

针对反射面成型的复杂影响因素，提出平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化技术路线. 利用模拟仿真、数值计算和优化算法等方法，解析20 m²定日镜面形定义技术路线的4个组成环节：面形规格及宽高比、上弦杆的截面矩、平面桁架组间距的最优值、机加工中工艺控制要点的量化. 试制小型定日镜进行实验，分析光斑形状和能流密度分布特性，并与理想球面形光斑比较，两者的拟合优度大于0.98. 实验结果表明，当反射镜宽高比取1.2，上弦杆截面矩取40 000 mm⁴，桁架组间距取950 mm，上弦杆和斜杆的开孔公差小于0.9 mm时，反射面形的质量提升. 研究从原理和实践上证明了该优化技术路线的可行性.     

h型抗滑桩的受力特性及优化设计

在综合分析抗滑桩受力特点,归纳总结多个工程经验的基础上,提出了h型抗滑桩的三种土压力模式;基于ANSYS软件建立有限元模型,分析矩形、三角形和梯形等三种土压力作用下h型桩的内力分布特点,同时考虑桩前滑体被动土压力作用对h型抗滑桩内力分布的影响;利用桩顶位移与桩体最大弯矩双控指标对h型抗滑桩的几何参数进行了优化. 结果表明:对于矩形截面h型桩,当前后桩间距取2.5～5倍桩截面宽度,连梁高度为1～2倍桩截面宽度,连梁刚度为桩身刚度的4～5倍时,桩身受力最为合理.