预应力柔性结构中拉索预张力模拟的迭代算法和无应力索长的计算

拉索预张力对预应力柔性结构具有重要的作用。这种迭代算法解决了预应力柔性结构计算模型中拉索预张力模拟的问题,并编制有相应的计算程序。该迭代算法的无应力索长的计算方法在江宁体育场预应力钢网壳工程中已成功应用。     

斜拉结构中斜拉索的几种静力分析理论的比较

主要对斜拉结构中拉索的静力分析理论进行研究,分析了抛物线理论和悬链线理论的解析解。对比分析不同静力解析表达式之间的区别与联系,分析了斜拉结构中拉索的水平投影长度不同时,垂度和索拉力的变化情况。     

预张力对斜拉索拱结构的静动力性能影响分析

在实际空间预张力斜拉索拱结构工程的基础上,研究了不同大小的预张力对结构的静力性能、动力性能所产生的影响;对整体刚度、受力分布、自振周期、频率和振型进行了探讨,为斜拉索拱体系在初始状态下的预张力取值提供了设计依据。     

预张力对郑州会展中心斜拉索拱结构力学性能影响

基于初始状态确定理论,针对郑州国际会展中心钢屋盖的矩形单元,借助ANSYS软件,研究了预张力对结构的静力、动力和稳定性能的影响,考察内容包括整体刚度、受力分布、自振特性、稳定安全系数以及屈曲模态等。认为预张力的静力效应可以按照线性理论进行设计,预张力对动力性能的影响不大,对于稳定性能的影响要兼顾多方面的考虑。为斜拉索拱体系在初始状态下的预张力取值提供了设计依据。     

大跨斜拉结构拉索参数振动有限元仿真分析

斜拉索作为大跨斜拉结构的重要组成构件,其复杂振动特性会影响整体结构的受力性能.斜拉结构中拉索会发生参数振动现象在诸多文献中得到理论与试验研究证实.本文通过工程设计常用的有限元仿真,对一斜拉网壳结构建立有限元模型,分析该结构中拉索发生参数振动的可能性及其影响因素,并对拉索参数振动的两个特性进行理论分析:响应的"拍"现象、系统频率比在2的区间范围内均可发生参数振动.研究结果不仅可以指导大跨斜拉结构的设计施工,还能为拉索参数振动的抑制和控制提供参考意见.     

预应力斜拉网格结构拉索张拉施工分析

针对连云港体育中心体育场顶篷预应力斜拉钢网格结构工程中拉索张拉力大、数目多、相互影响大、卸载后结构变形大的特点,通过ANSYS有限元分析软件对不同张拉方式进行对比分析,包括初始预应力态结构分析、张拉拉索前拆除满堂支架结构分析、满堂支架支撑网壳时虚拟张拉分析及局部拆除支架的虚拟张拉分析,掌握了预应力拉索张拉过程中索力变化和结构变形的规律,最终选取主动张拉桅杆外侧的背索,被动张拉屋面上的前索的施工方案。并对拉索的施工方案做了介绍。     

预张力值对郑州会展中心斜拉结构的稳定性能影响分析

郑州国际会展中心钢屋盖采用空间斜拉式张弦桁架结构,预张力的施加成为影响结构稳定性能的主要因素之一。以其钢屋盖的一个矩形单元为算例,借助ANSYS分析软件,模拟结构的初始状态进行分析。在自重和预张力作用下,对下悬张拉索分别施加不同大小的预张力,从0 kN到1 500 kN共计18种,研究预张力值变化与结构稳定安全系数以及屈曲模态变化所呈现出的关系。结果表明,预张力值对结构稳定性能的影响趋于复杂化和无规律化。建议在预张力施加过程中,对于稳定性能的影响评判要兼顾多方面的考虑。为斜拉张弦桁架体系在初始状态下的预张力取值提供了设计依据。     

预张力斜拉索拱与索拱结构的静力性能比较

预张力斜拉索拱结构体系在索拱结构的基础上添加了上部斜拉系统,因此呈现出不同的力学性能。通过对预张力斜拉索拱结构与索拱结构在相同荷载工况作用下,结构的内力、位移和支反力的参数比较分析,得出两者在静力性能的异同。结果表明,预张力斜拉索拱结构的静力性能优于索拱结构。     

斜拉网壳结构的构件分析和非线性动力计算

斜拉网壳结构是空间网壳结构与柔性拉索族系的有机结合。文中导出了空间杆单元几何非线性刚度矩阵,阐明了斜拉索的非线性特性和塔柱计算,给出了结构非线性动力响应计算策略并做数值分析。计算表明,该类结构频谱密集,且自振频率明显高于对应的网壳结构;反应谱法与时程分析法的计算结果差别较大,因此对大跨度（斜拉）网壳结构须用后者验算。     

基于灵敏度矩阵特征值的索杆张力结构主动张拉索优选方法

施工时合理选择主动张拉索是控制索杆张力结构预张力偏差的主要措施。以单元的预张力偏差平方和作为评价整体结构预张力偏差的指标,通过对反映单元预张力偏差与索长误差关系的灵敏度矩阵进行谱分解,将该指标表示为索长误差与灵敏度矩阵的特征值和特征向量的解析关系式,理论上解释了选择不同主动张拉索会使灵敏度矩阵特征值发生变化,从而直接影响到对结构预张力偏差的控制效果。由于灵敏度矩阵特征值具有衰减迅速的特点,故采用其一阶特征值和特征向量可有效估计结构的最不利预张力偏差。进一步以灵敏度矩阵的一阶特征值为评价指标,基于遗传算法提出了一种主动张拉索的优选方法。以一实际索杆张力结构为例,进行不同条件下的主动张拉索优选分析,其结果验证了优选方法的有效性。     

支架法施工斜拉桥时施工索力的确定

通过对某一采用满堂支架现浇法施工的斜拉桥的分析,明确了对该桥斜拉索需采用二次张拉到位的方式,介绍了斜拉桥拉索初始张拉力的确定方法以及成桥后的索力调整方法。     

大跨斜拉桥拉索频率识别的环境变异性研究

为了研究大跨斜拉桥拉索振动频率的环境时变特征,本文对苏通大桥斜拉桥的拉索振动响应进行了模态频率识别,并详细地考察了日常运营条件下实测模态频率的环境变异性。分析结果表明,温度的变化对斜拉桥拉索各阶振动频率的影响很小,相反,交通荷载与拉索实测模态频率存在较为明显的相关关系,即拉索各阶振动频率基本随车流量增大而线性增大。在此基础上,本文建立了基于模糊模式识别的拉索异常状态预警方法,实现了对拉索振动频率异常的在线监测与预警。     

索结构形状确定的逆迭代法

阐述了逆迭代法的基本过程与原理,并将其运用于预应力索结构的一类形状确定问题。逆迭代法不仅能确定索结构预应力初始态的预应力分布,而且能确定索结构零状态的几何。通过算例可看出此方法的精确性与广泛适用性。     

多桅杆大跨斜拉结构的拉索设计方法

近10年来多桅杆大跨斜拉结构作为一种典型的半刚性结构体系应用日益广泛,作为关键构件的拉索体系提供了钢结构屋盖的主要竖向刚度,因此拉索的合理设计直接关系到整个结构体系的安全可靠性。首先把基于MIDAS未知荷载系数法引入结构设计,快速确定了初步索力值,并给出了考虑荷载长、短期效应及拉索动力性能的多桅杆斜拉结构索力控制的原则,通过进一步优化计算最终确定了合理的索力值,然后结合本文给出的设计公式,确定了拉索的规格,提出的拉索设计方法在洛阳体育场钢结构设计中得到成功应用,可为类似工程提供有益的参考。     

悬索结构计算中的索单元类型及其比较

总结了目前索系结构分析中应用的索单元有限元模型的种类及其优缺点，通过不同类型的单元对小垂度和中等垂度的悬索问题进行了分析。结论表明，中等垂度内的悬索结构使用直线型单元进行分析可以满足工程要求，使用高精度单元意义不大。     

建筑索结构索力测量新方法与工程应用

索作为建筑索结构中的重要构件,索的预张力大小是索结构设计中的重要参数,也是索结构施工过程中进行控制的重要环节。开发新型的索力传感器是索结构施工监测和控制中面临的新课题。基于铁磁材料的磁弹性能阐述磁弹法测量索力的基本原理,开发了一种新型的磁通量传感器,并将其应用在双曲面索网模型张拉试验中进行索力监测控制。试验结果表明,该方法可以非常方便快捷、准确地测定索在张拉过程中的索力,可为工程参考使用。     

基于子模型法的独塔斜拉桥索塔局部受力分析

抚州赣东大桥主桥为独塔双索面异型结构斜拉桥,斜拉桥索塔交汇处的锚固区部位受力非常复杂。为掌握双索面独塔斜拉桥结构复杂区域的受力情况,本文首先采用MIDAS Civil软件建立桥梁的整体有限元模型,计算桥梁在不同荷载工况下桥塔的受力状态,然后选取索塔受力最不利的工况,应用子模型法,建立索塔的精细化有限元模型,对索塔的各个组成部分进行详细的受力分析。分析结果表明:索塔交汇处的锚固区部位总体满足受力要求,但局部应力集中现象比较严重,设计中应引起重视,建议通过适当的增加配筋解决应力集中现象,确保局部构造设计安全合理。索塔局部受力分析结果为设计和施工提供了依据,对同类桥型的设计具有一定的参考意义。     

三索面斜拉桥索塔锚固区的精细有限元分析及应力优化

结合某大跨度公铁两用斜拉桥的三索面单箱三室混凝土索塔结构,提出了全面考虑锚固区受力的三维数值建模方法,应用通用有限元软件ANSYS建立锚固区精细分析的有限元模型,分析了恒载、汽车和火车等活载共同作用下锚固区应力场分布规律。针对索塔锚固区横向应力过大的问题,提出了锚固区预应力优化建议。通过锚固区预应力的优化调整,实现了减小锚固区应力的目的。     

拱形张弦拱的结构分析与静力性能研究

本文提出平面张弦结构的一种新形式,其下弦索上凹,上弦拱与下弦索之间用竖向拉杆连接,并命名为拱形张弦拱。建立索与拱的变形协调方程,导出索力增量与位移关系,用连续化方法给出拱形张弦拱的整体平衡微分方程,采用伽辽金法求得解析解,并与模型试验、非线性有限元分析进行分析比较,证明本文提出的理论公式计算方便、直观精确,可用于拱形张弦拱的分析与计算。对拱形张弦拱的静力性能进行了讨论,包括结构的线性性能、上弦拱的弯曲刚度贡献、挠度与支座水平位移、预应力对结构的影响等方面,对该结构的研究与工程应用有较好的指导意义。     

拉索拱结构几何非线性分析的实用方法

拉索拱结构是大变形组合结构。本文应用有限元方法,结合拉索拱结构的特征,提出了空间梁索单元相结合的混合有限元模式。在Timoshenko梁假定的基础上,考虑了拱结构的轴向、剪切、弯曲和扭转效应,导出了拱大位移、大转动问题的UL列式。索单元采用三节点二次曲线元。算例表明,用本文方法编制的NAPA程序,具有分析大跨空间结构几何非线性能力,是进一步研究拉索拱结构的有效工具。