福建省体育馆双层球面网壳结构风洞试验研究

福建省主馆钢屋盖系统为双层球面网壳,按几何相似比1∶200,采用有机玻璃制作了体育馆及周围建筑的模型,并进行了风洞模拟试验,测试了体育馆的幕墙及屋面内、外表面的风压,研究了体育馆双层球面网壳的抗风性能。试验表明该屋面的迎风面出现正压。分析了表面的风压分布,为结构设计提供了依据。     

基于APDL的大跨度圆柱面网壳结构优化设计

以三心圆柱面网壳结构为例,采用通用有限元分析软件ANSYS的二次开发语言APDL为开发工具,将网壳结构的杆件截面积和厚度作为离散型设计变量,以网壳结构的总质量作为目标函数,并考虑网壳的强度、稳定、挠度以及截面规格等约束条件,采用改进的一维搜索算法和满应力准则法对网壳结构进行优化。工程实例表明,该优化设计原理简单,收敛速度快。     

大跨度单层网壳结构风洞试验研究

某站房为单层网壳结构,对其风洞试验结果表明:风在屋盖表面发生局部扰流和紊流并形成回旋涡流,屋盖以受升力为主,最不利位置在陡端底部。结构整体对称而局部构造不对称的大跨度屋盖结构,即使在对称风力作用下,风对屋盖整体影响也是不对称的,这主要是由于表面构造不均匀所致。     

某复杂曲面网壳结构数值模拟分析

复杂异形建筑的风荷载大小及其产生的效应无法按照现行设计规范直接确定,通常需要采用风洞试验或数值风洞模拟的方式确定。以某商业天幕单层网壳结构为例,通过数值风洞技术计算结构多风向角下的风载体型系数和风振系数,并讨论风振理论与风振时程分析,为复杂曲面单层网壳结构抗风设计提供参考。     

大跨单层网壳结构的风振分析

风荷载是大跨度单层网壳结构设计的控制荷载,因结构体型复杂,结构表面的风压和风载体形系数难以确定。文中采用数值风洞技术研究复杂体型单层网壳结构的风压分布、风载体型系数,并利用有限元理论在时域上计算大跨度单层网壳的风振系数,为大跨度网壳结构的抗风设计提供了准则。     

大跨度空间结构--网壳结构

随着人类物质文明与精神文明的发展与提高,人们需要更大的覆盖空间来满足社会活动和生产劳动的需要,而且要求有最大的自由空间及最小内支撑相互干扰的结构,如大型集会场所、体育馆、飞机库、会展中心、游泳池、餐厅、候车厅、工业厂房等。而一般的平面结构,如梁、钢架、桁架、拱、组合结构等,由于结构形式的限制,从技术经济方面讲已很难跨越更大的空间,来满足飞速发展的社会需求。人们通过实践发现,具有三维空间形状并且有三维受力特性、呈空间工作状态的空间结构,正好能满足大跨度建筑结构的要求。这是因为空间     

大跨度铝合金穹顶网壳结构的研究

大跨度结构中,穹顶结构有着独特的优越性。铝合金具有良好的力学性能及抗腐蚀性,应用于穹顶结构中,能够产生珠联璧合的效果。此次研究工作首先从穹顶结构力学特性的分析入手,主要讨论了铝穹顶结构的设计方法,如杆件截面的选择与校核、节点板设计、支座设计等;为了便于研究和设计工作的开展,我们还开发了铝穹顶结构的计算机辅助设计软件ＡＤＤ;最后通过一个典型结构的模型试验,对研究成果进行了验证。     

大跨度柱面网壳结构风荷载特性风洞试验研究

为研究大跨度柱面网壳结构受特征湍流影响的风荷载特性,在大气边界层风洞中对一大跨度柱面网壳干煤棚结构进行刚性模型同步测压试验,获得了结构表面测点在36个风向角下的测压数据。根据测试结果分析了结构的平均、脉动风压分布特性,脉动风荷载谱以及测点间脉动风荷载的相关性等。结果表明：结构在不同风向角下,特征湍流的影响情况不同,平均风压和脉动风压最大值出现的位置和范围存在较大差别;结构迎风位置测点脉动风荷载无量纲功率谱数值较大,且频谱成分复杂,随着气流向尾流区域发展,无量纲功率谱谱峰宽度及对应的无量纲频率具有增大的趋势,且高频段的衰减速度变缓;测点间脉动风荷载相关性随着频率及测点间空间距离的增加而减小,当频率达到30 Hz时,其相干函数值快速衰减,可以近似认为不相关。     

拉索预应力网壳结构的优化设计

预应力网壳结构是一种新型空间结构 ,它将预应力技术引入空间钢结构 ,拓展了预应力技术的应用范围。首次提出利用数学规划 ,解决在给定结构布局和布索方案的前提下求解空间网格结构最佳预应力值的方法 ,解决了这一技术的关键问题 ,并参照工程实际 ,提出了预应力度的合理取值。     

大型贮煤场网壳结构风压分布的数值模拟

使用计算流体力学软件ANSYS-CFX,对广东某贮煤场大型网壳在风作用下的表面风压分布进行了数值模拟并对其结果进行分析,结果表明风压分布及体型系数等符合理论分析,建筑物所采用的体型较合理,能有效降低风对建筑的不利影响。     

弦弓式预应力柱面网壳结构风洞试验及风致效应研究

弦弓式预应力柱面网壳结构是一种新颖的结构形式,通过对网壳下部拉索施加预应力使结构成为自平衡体系,某火电厂干煤棚为弦弓式预应力柱面网壳结构在干煤棚结构中的首次应用,风荷载是其主要荷载之一,目前规范对该类网壳结构的体型系数未作明确规定,因此需要进行风洞试验来确定其体型系数,试验考虑了网壳周边环境的作用,严格模拟了规范规定的大气边界层风场,分析研究了网壳表面风压分布规律及其影响因素,给出了可供设计采用的体型系数,同时进行了风致效应的研究,研究表明,周边环境对网壳表面风压分布的影响较大而煤堆的影响较小,大气边界层风场中风速脉动导致的风压改变在设计时已不容忽视,风荷载对网壳下部预应力拉索应力起着卸载作用,各索的最大应力减少比例在20％左右。     

单层柱面网壳抗连续倒塌性能

研究了不同荷载布置形式、支承方式条件下,单层柱面网壳的抗连续倒塌性能和倒塌破坏模式,采用基于构件承载能力的敏感性评价指标,分析了初始缺陷、压杆失稳等因素对杆件、节点敏感性指标的影响。结果表明,当采用四边支承时,满跨均布荷载起控制作用,跨中节点为敏感构件,与之相邻斜杆为关键构件;当采用纵向两边支承时,半跨均布荷载起控制作用,杆件和节点的敏感性指标在1/3跨处最大,支座处最小。当考虑初始缺陷时,杆件、节点重要性系数分别增大了41%和53%;当考虑压杆失稳时,杆件和节点重要性系数分别增大了45%和62%。通过对关键构件进行加强,可以优化该类结构的抗连续倒塌性能。     

预应力双层柱面网壳整体稳定性分析

双层柱面网壳结构是一种新型空间网壳结构,近几年得到快速发展,相关理论也更加成熟.但是预应力双层柱面网壳的研究却不多,理论计算分析也不完善,尤其对其稳定性的研究更是少之又少.利用有限元法,考虑不同矢跨比、荷载分布及预应力水平对预应力双层柱面网壳稳定性的影响,并与对应的双层柱面网壳结构进行对比,分析预应力作用下网壳的稳定特性.     

单层柱面网壳结构地震模拟振动台试验研究

本文通过对一单层柱面网壳缩尺模型进行小幅值正弦波扫频和不同强度的地震模拟振动台试验,系统研究了单层网壳结构自振特性、弹性及弹塑性抗震性能,观察其塑性发展过程和破坏特征,并采用ANSYS软件对试验结果进行了进一步的分析和验证。研究表明,网壳结构频谱密集,地震响应复杂,水平与竖向位移响应同一量级;强震作用下仍具有良好的抗震性能和较大的安全储备;破坏前经历较充分的塑性发展过程,破坏的真正原因是结构塑性发展和位形变化的交互作用;同时,试验数据与ANSYS的理论计算结果吻和较好,说明采用数值模拟方法对网壳这类复杂结构进行破坏机理的研究具有重要意义。     

双层柱面网壳采用粘滞阻尼器的减震参数分析

研究了粘滞阻尼器对双层柱面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑阻尼器不同的设置方式、设置位置和数量、阻尼系数,以及不同的网壳矢跨比,线性阻尼器与非线性阻尼器的比较等,进行了一系列减震参数分析。结果表明,替换方式优于附加方式,替换杆件的数量存在临界值,阻尼系数存在最优范围,网壳矢跨比的影响显著,非线性阻尼器和线性阻尼器的减震效果基本相同等。这些规律对实际工程应用具有一定的参考意义。     

考虑初始几何缺陷的网壳结构整体稳定性可靠度分析

网壳结构的设计由重力荷载和初始几何缺陷共同作用下的整体稳定性控制,而结构的初始几何缺陷形状和最大值是未知的。采用联立自回归模型分别对球面网壳和柱面网壳结构的初始几何缺陷进行建模,研究空间相关初始几何缺陷对结构整体稳定极限承载力概率分布和可靠度的影响。评估杨氏模量对不同荷载工况作用下极限承载力概率分布和可靠度的影响。在永久荷载与雪荷载作用下,杨氏模量的影响可以忽略不计;如果各节点初始几何缺陷标准差的最大值等于1/2或1/3规范推荐的初始几何缺陷最大值,按规范中安全系数满足2的规定进行设计,结构的失效概率约小于6.5×10^-5;若安全系数取1.5,结构失效概率约小于5.1×10^-4。考虑永久荷载与活荷载的组合时,如果各节点初始几何缺陷标准差的最大值等于1/2或1/3规范推荐的初始几何缺陷最大值,安全系数取2时,网壳结构的失效概率均可忽略不计;若安全系数取1.5,球面网壳及柱面网壳的失效概率分别小于10^-7和10^-6。即若达到规范采用的可靠度,规范中的安全系数也许可降低至1.5且可针对不同地区确定不同安全...     

某单层异型网壳工程的设计与分析

以某46m跨度的单层异型网壳为例,在利用MSTCAD软件完成网壳静力计算的基础上,充分利用MST-CAD软件提供的便利接口,自动生成ANSYS所需的数据格式文件进行建模.通过对两种软件振动模态的比较,证实了数据转换的正确性,之后利用ANSYS进行了屈曲模态分析,并完成了考虑初始缺陷的非线性稳定分析,采用弧长法得到了网壳的全过程荷载-位移曲线,求得各工况下的网壳屈曲临界荷载系数.     

点支承两向叉筒单层网壳结构非线性动力稳定分析

稳定性能是单层网壳结构设计的主要控制因素,动力稳定是单层网壳稳定性能的重要组成部分.本文利用非线性有限元理论对点支承两向叉筒单层网壳在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析.在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载.通过分析对点支承两向叉筒单层网壳的动力稳定特性有了较全面的了解.