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  • 简介:节点刚度对单层网壳结构变形与稳定性能影响显著.本文提出一种相贯节点刚度计算方法,通过梁元模型与壳元模型之间对比,可以较为准确地模拟相贯节点轴向刚度以及面内与面外抗弯刚度.对T型、Y型、X型、K型等多种相贯节点变形性能、弹簧刚度及其影响因素进行了深入分析,研究了支管杆端变形与主管径厚比关系,探讨了梁元模型对单层网壳结构适用条件.为了验证该计算方法正确性,分别采用梁元-弹簧模型与多尺度分析模型,对单层柱面网壳结构变形性能与屈曲特征值进行了分析,结果表明两种模型具有较好一致性.最后,给出了在单层柱面网壳结构设计时,考虑相贯节点刚度相关建议.

  • 标签: 单层柱面网壳 相贯节点 弹簧刚度 变形 屈曲
  • 简介:采用有限元数值分析方法,对门式钢刚架在多参数影响下抗火性能进行了研究。基于经典结构力学,建立非均匀温度场中单跨门式钢刚架结构内力方程,以此判断高温下,结构最不利截面几何位置。研究表明,在大空间建筑火灾中,主要是梁跨中截面和梁端截面影响门式钢刚架结构抗火承载力;根据数值分析结果,建立不同温度场非均匀性、荷载比、高跨比和楔率参数条件下门式钢刚架结构临界温度大数据库,并拟合得到各参数影响下结构临界温度经验公式,在临界温度法框架下,建议了单跨门式钢刚架结构抗火设计实用方法,为基于计算门式钢刚架结构在大空间建筑火灾下抗火性能评估提供了参考。

  • 标签: 门式钢刚架 大空间建筑火灾 临界温度 抗火设计
  • 简介:采用基于有限元理论开发ANSYS软件建立了张弦梁数值分析模型,按温度增量法对其火灾历程中力学反应进行分析。讨论了在升温历程中,温度场非均匀性、荷载比、垂跨比、火源半径、火源位置以及支座约束对张弦梁上弦钢梁及下弦预应力索力学特征影响以及跨中挠度变化历程。得出以下结论:随着温度分布非均匀性减小,在升温历程中,上弦钢梁强度应力历程下降速率增大,而稳定应力呈先增加后下降趋势,下弦索应力变化很小;随着荷载比增大,结构临界温度降低,结构跨中挠度增长速率也变大;随着垂跨比增大,结构受火失效截面位置发生改变,失效时对应跨中挠度值呈非单调变化;常遇建筑火灾中火源半径变化对关键单元应力历程、承载力衰减历程及跨中挠度增长历程影响较小;当火源位置发生变化时,结构失效单元将会发生变化,同时,对跨中位移历程有一定影响;随着支座摩阻力增加,结构热膨胀受到较大程度约束,在升温历程中,上弦钢梁跨中截面的应力显著增加,下弦索拉应力显著减小,同时结构产生显著向上变形。上述研究结论可对进一步探明局部火灾下张弦梁结构破坏机理提供参考。

  • 标签: 局部火灾 张弦梁 数值模拟 参数分析 力学特征 临界温度
  • 简介:常温条件下,网架结构拟夹层板法具有精度高、计算方便等特点,广泛应用于工程实际,但是高温条件下结构钢性能蜕化,拟夹层板法应用受到限制.将拟夹层板法位移计算离散化,提出一个适用于高温条件下位移计算公式.以典型正放四角锥网架结构为研究对象,考虑高温下材料热力学参数,选取材料弹塑性本构模型,采用几何非线性计算方法,通过对常温下拟夹层板法位移公式修正,得到火灾高温下网架结构位移简化计算方法.计算高温过火后网架结构有限元分析得到位移值,统计有限元结果与拟夹层板法比值,得到基于拟夹层板法火灾后网架结构跨中位移简化计算方法.

  • 标签: 网架结构 拟夹层板法 数值模拟 过火后
  • 简介:索穹顶结构预应力张拉施工成形过程分析一直是国内外学者研究热点和难点.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索穹顶结构为例,提出了包括逐圈斜索张拉法、仅外圈斜索张拉法、逐圈竖杆顶压法、仅外圈竖杆顶压法、逐圈环索张拉法、仅外圈环索张拉法、逐圈斜索原长安装法等七种预应力张拉施工方法,并采用动力松弛法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:某体育场为空间索桁架结构,由刚性外压环梁、内环索、上径向索、下径向索、吊索、压杆和柱间交叉支撑组成。该工程索桁架共有38榀,其跨度大、悬挑长,榀数多,呈空间形态及整体受力较为复杂。为减少施工搭设支架费用,缩短工期,根据工程特点设计了针对该工程施工方法。利用ANSYS有限元软件分析得到支承结构在各个关键施工阶段变形规律及受力特点,并用FBG传感器对结构施工张拉阶段预应力变化做实时检测,为施工过程提供依据。提出施工方法及监测手段可为类似结构施工提供参考。

  • 标签: 索桁架 组装 提升 张拉 数值模拟 FBG传感器
  • 简介:根据《组合楼板设计与施工规范》(CECS273:2010)简化了闭口型组合楼板混凝土内部温度分布,编制了闭口型压型钢板-混凝土组合楼板耐火承载力有限元计算程序。基于程序计算结果进行了大量数据分析,基于混凝土受弯构件承载力理论,回归得到了耐火极限分别为1.5h和2.0h闭口型压型钢板组合楼板耐火承载力简化公式。运用简化公式进行了算例分析,比较了温度场分布、边界及是否考虑压型钢板作用对正弯矩区配筋量影响,供设计人员参考使用。由于被混凝土包裹压型钢板温度场分布研究尚不充分,故分别给出了考虑和不考虑压型钢板作用这两种情况下正弯矩承载力简化公式。

  • 标签: 组合楼板 闭口型压型钢板 温度场 耐火承载力 有限元 实用方法
  • 简介:针对网壳结构损伤识别中所面临模态信息不完备、模态密集程度严重以及结构自由度巨大等困难,提出了一种基于时间序列自回归模型(AR模型)与BP神经网络损伤识别方法.以凯威特型单层球面网壳为例,采用该方法识别损伤杆件位置.数值模拟结果表明,该方法具有较高准确性和一定抗噪性.进一步讨论了影响损伤识别结果精度因素.研究表明,传感器数目、布置位置对损伤识别结果有一定影响。

  • 标签: 网壳结构 损伤识别 时间序列 神经网络
  • 简介:对于带地下室高层及超高层结构,如何确定结构嵌固端位置和考虑地基回填土侧向约束作用是结构设计人员应关注重要问题。本文首先提出了带地下室高层结构力学模型,然后根据经典弹性理论推导了结构侧移及内力计算公式,并利用该公式分析了地基回填土约束作用与地下室高度对地下室底板反力M(0)和Q(0)、地下室顶板处位移y(h)以及结构顶点位移y(H)影响。本文提出公式以严密理论为基础,其计算结果可靠,可供科研人员和设计人员参考和应用。

  • 标签: 地下室 嵌固端 回填土 力学模型 弹性理论 计算公式
  • 简介:传统Rayleigh阻尼系数计算法(两参考振型法)并不总是适用于单层柱面网壳地震时程分析,对基于多参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法在单层柱面网壳中应用进行了研究.分析结果表明,在某些地震波作用下,主要贡献振型数目较多,分布较为离散,且频率值相差较大,此种情况下基于多参考振型计算方法比两参考振型法更为合理;而在另外一些地震波下,结构主要贡献振型数目较少,分布较为集中,且频率值较为接近,此时基于多参考振型计算方法和两参考振型法都可以应用.

  • 标签: 单层柱面网壳 时程分析 Rayleigh阻尼 多参考振型 加权最小二乘法
  • 简介:通过将楼板上层钢筋和楼板底部配筋用直径为3~6mm细钢筋作为腹杆焊接连接,形成桁架,并在底部焊接一层厚度为0.4~0.6mm薄钢板,就可以节省施工节点模板费用,加快施工进度.这种楼板施工方法称为自承式模板.本文对自承式模板在施工阶段挠度和钢筋应力进行了试验,验证了施工阶段可以采用上下弦连续桁架计算模型,对正常使用阶段楼板刚度和极限承载力也进行了试验研究,结果表明,自承式模板楼板,由于在施工阶段楼板混凝土和钢筋自重在混凝土内不产生应力,这种楼板在使用状态下基本不开裂,和普通支模板混凝土楼板相比可以改善抗裂性能,使用阶段楼板刚度也比普通混凝土楼板大,但是极限承载力和普通楼板相同.

  • 标签: 自承式钢模板 系统性能 钢结构 施工方法 楼板
  • 简介:为防止火灾下防屈曲支撑抗震性能降低,需确保在给定耐火时间内,防屈曲支撑芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑刚度。通过对芯材截面形状为十字形防屈曲支撑火灾升温有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度影响。随着填充层厚度增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑抗火设计方法

  • 标签: 防屈曲支撑 临界温度 填充层厚度 火灾
  • 简介:选用了三种不同加固材料以及六种粘结剂对高强超薄膜材试件夹持段进行加固处理,以找出避免此类膜材在单轴拉伸试验中出现试件夹持段滑移、断裂现象有效方法.根据试验材料破坏形式以及考虑试验成本,最终选择铝片作为加固材料,3M胶作为粘结剂.将选定方法用于飞艇蒙皮材料GQ-6膜材单轴拉伸试验.试验结果表明,加固方法有效且膜材力学性能参数可为飞艇蒙皮材料强度设计及安全性评估提供理论参考.

  • 标签: 高强超薄膜材 单轴拉伸试验 粘结剂 加固方法
  • 简介:大口径环形天线反射器由于受到收拢高度及展开臂长度限制,有时很难实现主、副索网构型上完全对称设计,因而造成了反射器正、反向放置变形上差异,为反射器型面调试带来了困难.提出一种非对称索网系统主、副网等刚度设计方法,通过该设计可以使得索网系统正反向变形相等,实现反射器正反两种状态下型面平均后等效在轨无重力型面的目的,为大口径环形天线地面调整和在轨型面预测提供了便利.

  • 标签: 环形可展开天线 非对称索网系统 等刚度设计
  • 简介:本文针对国内首个错列粮贮群仓中梅花仓仓顶板研制新型临时支模方法.摒弃常规满堂红脚手架支模,对滑模平台进行重新设计、制作、安装,以满足梅花仓施工要求,达到降低成本、减少风险、确保质量、缩短工期目标。

  • 标签: 联体群仓 梅花仓 临时支模体系 整体式平台
  • 简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自优点,具有良好结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部混凝土能吸收大量热量,钢管混凝土柱抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大浪费。目前国内外对钢管混凝土柱耐火性能及抗火设计已进行了大量研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下截面温度分布是抗火设计基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果验证。

  • 标签: 圆钢管混凝土柱 耐火试验 截面温度分布 抗火设计 简化计算方法
  • 简介:介绍了双轴椭球体柔性飞艇外气囊解析数值特征,并根据外气囊结构特性和膜材特性,论述了外气囊膜裁剪设计方法.采用测地线方法对飞艇外气囊膜进行裁剪,将不可展空间膜面转化为可展膜片,然后应用三次样条函数拟合膜片边界得到加工放样膜片,最后应用线性比例补偿方法,对外气囊正常工作气压下膜面受力产生应变进行补偿设计.本文研究工作对飞艇设计开发具有指导价值.

  • 标签: 柔性飞艇 外气囊膜 裁剪设计分析 测地线 样条函数 应变补偿
  • 简介:通过建立系列有限元分析模型研究了外伸端板高强度螺栓抗拉连接力学性能,分析中考虑了不同端板厚度和螺栓直径变化对连接节点受力性能影响.研究结果表明,高强度螺栓总拉力应由外加荷载引起螺栓拉力和端板弯曲变形产生撬力组成.通过分析拟合得到由外加荷载产生螺栓拉力和螺栓撬力分布模型和计算公式,并分别给出摩擦型和承压型两种类型高强度螺栓考虑撬力影响抗拉连接承载力计算公式.

  • 标签: 高强度螺栓 外伸端板连接 螺栓拉力 撬力 预拉力