柔性巨型摩天轮结构的力学解析与有限元分析

柔性巨型摩天轮结构体型庞大,结构形式特殊,刚性轮缘与柔性拉索相结合,边界条件复杂。同时采用了力学解析分析模型和非线性有限元数值模型对柔性巨型摩天轮结构体系进行非线性静力分析和研究,并以某柔性巨型摩天轮结构项目为工程背景进行了实例验证与分析。非线性静力分析结果表明:预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,结构受力性态主要由初始态预应力决定;力学解析与有限元数值两种模型的计算结果比较吻合,力学解析模型能揭示结构的受力特性,具有较好的实用参考价值。     

天津永乐桥摩天轮结构设计

天津永乐桥摩天轮建于子牙河上,轮桥一体,建筑造型新颖。摩天轮轮盘采用预应力拉索支承结构,直径达110m。介绍了永乐桥预应力拉索支撑摩天轮设计中主要问题,重点介绍了游艺类结构的设计要求。摩天轮设计分析时重点考虑了地震作用的影响,并采用了时程分析的方法进行了计算对比,结果表明振型分解反应谱法分析结果应适当调整后再用于结构设计。摩天轮轮盘是受压结构,设计时针对结构整体稳定问题进行了专题研究,分析结果表明永乐桥摩天轮结构稳定性满足要求。节点设计是摩天轮结构设计的重要部分,设计中对各节点进行了实体受力分析,得到了满意的结果。受施工条件的限制,摩天轮结构施工方法也成为结构可行性的控制因素,设计中针对摩天轮结构施工方法进行了分析,提出了适合施工现场情况的施工方法与施工过程。     

摩天轮结构及其工程应用研究

为促进摩天轮的发展和应用,对摩天轮的结构体系、驱动和支承的设计以及施工技术等方面进行了研究.介绍了摩天轮的诞生过程,综述了摩天轮在各国的发展历程和应用情况,分析了摩天轮不同于一般游乐设施的技术特点.研究了摩天轮轮盘的刚性和柔性两种结构体系,论述了摩天轮的驱动系统和支承结构的设计.研究了摩天轮的单侧旋转法、两侧并进法和中心旋转法3种施工方法及其适用范围.最后提出了摩天轮未来的发展趋势以及将带来的新的研究课题.     

无轴式摩天轮结构成型施工过程分析

潍坊市白浪河大桥摩天轮工程采用创新的固定立体环状结构形式,是目前世界上直径最大的无轴式摩天轮结构,实际工程少、施工经验不足。针对该工程独特的结构形式、复杂的施工方法,采用有限元分析软件MIDAS/GEN,根据"生死单元法"对该工程刚性轮盘结构成型过程进行施工过程跟踪模拟分析。结果表明:通过建立有限元模型,对施工方案中各施工阶段进行预分析,给出了施工过程中的内力发展与变形规律,保证结构施工的安全顺利进行。     

北京融科资讯中心C座全玻璃大堂的分析和安装

北京融科资讯中心C座大堂是一座由柔性索网结构支承的全玻璃结构,整个结构由四根悬索支承。在大堂的施工过程中,先安装并张拉四根主悬索,然后安装立面拉索,最后安装屋顶及立面玻璃。采用有限元方法模拟分析了施工过程中索的内力变化情况。分析结果表明,在张拉过程中要严格监控索的内力和位置,保证张拉出预期的结构外形和刚度。     

某大型支臂钢索式摩天轮安装模拟分析

179摩天轮高179m,轮缘直径170m,建成后将成为世界最高的摩天轮。179摩天轮采用刚性轮辐(刚性桁架硬支臂)与钢索混合结构形式。大型摩天轮的安装方案与摩天轮的结构设计密切相关,因此,在结构设计阶段就必须制订合理的安装方案。179摩天轮采用立面旋转安装法安装,并对8个施工步独立静止状态进行有限元分析。借助有限元软件ANSYS来模拟分析计算硬支臂和轮缘安装后不同安装位置静止情况下的等效应力、挠度、结构屈曲,由计算结果可知,不同安装位置摩天轮的结构安全可靠。     

点支式玻璃幕墙张拉索杆支承体系自振特性参数分析

张拉索杆结构是点支式玻璃幕墙最常见的支承体系之一,属于一种柔性结构,对外荷载的作用比较敏感。建立了点支式玻璃幕墙张拉索杆支承体系的非线性动力特性分析的有限元模型,分析了该结构的自振频率与各阶振型,并进一步研究了初始预拉力、拉索截面面积、撑杆截面面积和撑杆长度几个主要的设计参数以及玻璃质量变化对该结构的自振频率的影响。     

北京大学体育馆钢屋盖预应力桁架壳体结构分析的几个关键问题

本文介绍了2008年奥运会乒乓球比赛馆———北京大学体育馆预应力桁架壳体钢屋盖结构分析的三个关键问题:初始态预应力度的确定、地震作用下屋盖的地震响应分析以及屋盖的极限承载力分析。所有问题均采用非线性有限元分析,其中屋盖的极限承载力采用弹塑性非线性有限元进行分析,同时考虑了几何非线性和滑动支座滑动引起的支承条件的非线性变化。分析结果表明,预应力拉索和滑动支座的积极应用,使屋盖结构成为自平衡体系,提高了屋盖结构的效率,减小了下部支承结构的设计难度;屋盖的极限承载力取决于支座立柱、中央刚性环和屋盖支撑的强度和刚度。     

常州指环形摩天轮景观塔建造方法研究

以亚洲首个指环形摩天轮——常州紫荆公园景观塔为工程背景,对该结构的建造方法进行研究。不同于传统的轮辐式摩天轮结构,新型指环形摩天轮结构在轮盘内部不设置轮辐索杆体系,且轮盘直接坐落于地面。由于结构形式特殊,缺少可参考的工程资料,不能采用轮辐式摩天轮的建造方法,经过方案比选,创新性地采用辅助拉索及桅杆的两侧对称竖立悬臂安装方法进行施工。通过对安装方案及工艺的研究,以变形控制为原则经模拟计算确定了合理的施工过程及控制程序。监测结果表明结构的施工内力和成型后的变形均满足要求,证明该建造方法合理可靠。     

某摩天轮工程钢结构施工工艺与过程仿真分析

考虑施工难度和现场条件,本工程摩天轮的建造选择搭设支撑架、分段拼装的施工方案,以更好的控制施工精度。着重介绍支撑体系的结构形式,轮盘和拉索的安装过程,为同类结构的施工提供一定参考。通过对摩天轮和支撑体系的施工过程仿真分析,确保施工过程安全可靠。     

巨型柔性摩天轮结构分析与研究

在建的北京朝天轮最高点离地达208m,轮盘直径183m,建成后将大幅刷新现有摩天轮的高度和轮盘直径等多项世界纪录。它采用了一种新型的缆索布置形式,支撑着这个超巨型轮盘的仅仅是48根柔性缆索。设计过程中遇到一系列关键问题,经过认真分析比对,采取了有针对性的措施,顺利地解决了工程中遇到的困难。     

年温度差对摩天轮结构的影响分析

摩天轮结构在自然环境中经历一年四季的寒暑变化、骤然降温、太阳辐射等作用,温度的变化对该结构的影响普遍存在,主要体现在变形和应力两个方面。目前温度对摩天轮的具体影响程度并不明晰,考虑到摩天轮整体结构较大,结构形式较复杂,温度作用成为设计和施工中不可忽视的因素。本文以某高度190米的大型柔性摩天轮为研究对象,通过建立有限元模型,对摩天轮结构进行了静力学分析。计算结果表明该摩天轮结构在温度作用下的强度、变形及稳定性均符合规范要求。本文的分析方法与思路对类似结构的设计与优化具有较好的参考价值。     

“中华眼”摩天轮整体结构设计与模拟分析

"中华眼"摩天轮高179 m,轮缘直径170 m,位于深圳锦绣中华·民俗村,是一座巨型摩天轮。该摩天轮采用纯钢索结构形式,运用大型通用有限元软件ANSYS 14.5对摩天轮整体结构进行有限元分析,并计算了两种复杂工况下结构的刚度、强度和稳定性。结果表明:均满足摩天轮结构设计要求。     

张弦桁架铸钢支承节点受力性能研究

为考察长江航道科研试验新基地6#模型实验大厅张弦桁架铸钢支承节点的受力性能,对该铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。采用专门设计的加载反力架,试验测得了铸钢节点应力分布状况。采用ABAQUS软件进行线性有限元分析,得到了节点模型在1.3倍设计荷载下的应力和变形。考虑材料塑性发展,进行非线性有限元分析,得到节点极限荷载和失效破坏形式。试验与有限元分析结果表明：1.3倍设计荷载下,该节点处于线弹性受力状态;超过极限荷载之后,节点应力极值位置会发生变化,节点失效将从拉索锚固端局部塑性发展开始。     

预应力柔性光伏支承体系风振分析

以某污水处理厂预应力柔性光伏支承体系发电项目为例,对预应力柔性光伏支承体系的结构形式进行了介绍,分析了该种结构形式在污水处理厂光伏项目中具备的优点,同时运用MIDAS Gen软件计算预应力柔性光伏支承体系的自振周期和振型模态,分析了支承体系自振特性;取用Davenport风谱函数计算预应力柔性光伏支承体系中拉索结构风振作用下的位移,并与静力风载作用下的位移进行比较,分析该支承体系风载脉动效应的影响大小.结果表明,结构自振频率错开了风荷载脉动频率,不会发生共振,且风振影响较小.     

某大桥北汉桥索塔锚固区足尺节段模型试验研究

斜拉索在塔柱上的锚固区是将斜拉桥拉索承担的上部结构自重和外荷载传递到主塔的重要结构,确保斜拉索与主塔的锚固区的安全至关重要,也是斜拉桥成败的关键因素之一。以珠江黄埔大桥为依托,简要介绍了大桥索塔锚固区足尺节段模型试验的方案、过程和结果,同时还得出开裂荷载和极限承载荷载等重要结果。通过有限元分析将试验结果与数值分析结果进行比较,结果比较接近。     

国家天文台FAST工程索网索力调节施工技术

国家天文台FAST工程球面索网结构由2225个节点,6670根主索以及2225根下拉索组成,该结构安装完成后需要后续对索网索力进行调节来达到该结构的设计要求。FAST工程球面索网通过150根边缘主索与圈梁连接,边缘主索采用长度可调节的拉索结构,其它主索均为长度固定的不可调拉索结构,索网节点通过2225根下拉索连接于地锚。索网几何位置由边缘索调整实现,索网节点后期的变位通过下拉索调整实现。本文将介绍FAST球面索网结构边缘主索索力调节的施工工艺。     

点式玻璃建筑无压杆式柔性支承体系的影响因素分析

点支式玻璃建筑的柔性支承体系是一种新型的支承体系。通过对单根拉索结构的力学分析,提出影响这种结构刚度和承载性能的因素主要包括:初始施加预应力的大小、拉杆(索)的直径、结构的腹高比以及结构的高度等。其结果为研究人员研究柔性支承的受力性能和工程设计人员进行支承设计提供了理论依据。     

天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析

对摩天轮进行稳定性分析是为了保证摩天轮在正常运营及极限状态时都不会因失稳而破坏。稳定性分析包括轮盘稳定性和整体稳定性分析。计算内容包括静力计算、线性屈曲分析以及考虑初始缺陷的几何非线性稳定性计算。利用ANSYS软件计算了摩天轮结构的稳定性,结果表明,结构的稳定性满足规范要求。     

珠江黄埔大桥北汊桥索塔锚固区足尺节段模型试验研究

斜拉索在塔柱上的锚固区是将斜拉桥拉索承担的上部结构自重和外荷载传递到主塔的重要结构。确保斜拉索与主塔的锚固区的安全至关重要，也是斜拉桥成败的关键因素之一。本文以珠江黄埔大桥为依托，简要介绍了大桥索塔锚固区足尺节段模型试验的方案、过程和结果，同时还得出开裂荷载和极限承载荷载等重要结果。通过有限元分析将试验结果与数值分析结果进行比较，结果比较接近。