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  • 简介:本文把蒂肋扁壳的肋看作为一层同壳,且连续化为下层壳,并与蒂肋壳的壳板即上层壳组成件同工作的拟双层壳计算模型,进而可按弹性小挠度薄壳理论分析计算蒂肋扁壳。文中椎导建立了一般情况下带肋扁壳混台的基本方程式。这种构造上的拟札层壳一般不存在中面,因而壳体的薄膜内力、弯矩与薄膜应变、弯曲应变是耦合的,存在一个耦合矩阵,它可充分反映肋与壳板偏心矩e的影响。对于两向正盘正放与三向带肋扁壳文中作了详细的讨论,并说明了在一定条件下,基本方程式可简化为一个构造上正史异性甚至各向同性单层扁竞的基本方程式,以方便计算和工程应用。文中附有算倒两则。

  • 标签: 双层 内力 弯矩 挠度 工程应用 薄壳理论
  • 简介:在梁柱节点处增加竖向加劲肋能够提高抗弯框架连接节点的抗震能力。本文研究了加劲肋设计参数对连接抗震性能的影响。对加劲肋设计了三个几何参数.并通过非线性有限元方法进行了参数分。给出并比较了不同参数组合下的应力分布、翅性应变能。数值结果表明,单个加长的加劲肋能够消除节点中的应力集中现象.并能减小节点脆性破坏的几率。根据数值分析结果和先前的试验结论.本文给出了加劲肋的设计参数和设计过程。

  • 标签: 分析与设计 连接参数 抗弯 钢框架 非线性有限元方法 应力集中现象
  • 简介:索桁预应力穹顶结构是一种新型的空间结构形式.本文针对这一特定的结构形式,通过改变结构参数(矢高、预应力、布索方式),得出其相应的静动力特性的变化规律,从而探明了结构的参数变化对其静动力特性的影响,得到一些有参考价值的结论.

  • 标签: 空间结构 悬索结构 网壳 桁架 预应力 静动力性能
  • 简介:为解决目前大跨空间结构隔震中存在的问题,本文介绍了一种新型的三维复合隔震支座,并将它应用于某一单层球面网壳结构中.根据支座的隔震目标设计了40种不同类型的支座进行参数分.结构分析采用时程分析,通过改变地震动的强度,全面研究了该三维复合隔震支座水平刚度及竖向刚度变化对网壳结构周期、杆件轴力及节点加速度的影响,并总结了不同工况下的变化规律.结果可为该支座在网壳中的参数选择提供参考,对推动该支座在实际工程中的应用具有积极意义.

  • 标签: 隔震支座 参数分析 网壳结构
  • 简介:采用基于有限元理论开发的ANSYS软件建立了张弦梁数值分析模型,按温度增量对其火灾历程中的力学反应进行分析。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的影响以及跨中挠度的变化历程。得出以下结论:随着温度分布非均匀性的减小,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;随着垂跨比的增大,结构受火失效截面位置发生改变,失效时对应的跨中挠度值呈非单调变化;常遇建筑火灾中的火源半径变化对关键单元的应力历程、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,结构的失效单元将会发生变化,同时,对跨中位移历程有一定的影响;随着支座摩阻力的增加,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,同时结构产生显著的向上变形。上述研究结论可对进一步探明局部火灾下张弦梁结构的破坏机理提供参考。

  • 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:张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组合而成的新型结构体系,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件受力性能的自平衡体系.张弦梁结构的垂跨比、矢跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数对其受力都有一定的影响.而随着张弦梁结构的大量应用,对其地震作用研究也越来越重要.为此,本文应用大型有限元软件ANSYS对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,详细讨论垂跨比、高跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数以及行波效应对张弦梁结构地震响应的影响,以供工程设计参考.

  • 标签: 张弦梁结构 动力特性 参数分析 行波效应 地震响应
  • 简介:采用有限元方法研究了内压与局部轴压共同作用下钢筒仓的屈曲性能。研究的参数包括内压、局部轴压分布角及钢筒仓径厚比等。考察了各参数对筒仓屈曲模态、屈曲时对应的仓底反力、加载边中点下方仓壁的径向位移和环向应力等的影响。局部荷载作用下,仓壁的屈曲变形集中在仓壁局部。仓壁内将形成压力拱承受该局部轴压,且仓底局部范围内的反力为拉力。内压减小仓壁的屈曲变形。同时由于局部轴压作用下沿筒仓高度方向上仓壁的变形呈波浪状,仓壁内的环向应力沿高度方向相应呈波浪状变化。

  • 标签: 钢筒仓 局部轴压 内压 屈曲性能
  • 简介:由于结构的高次超静定,处于结构整体中的约束构件与单个独立构件的抗火性能具有很大不同,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。影响约束组合梁抗火性能的参数很多,采用试验的方法研究这些参数的影响代价很高,本文利用经过试验检验的理论分析方法分析了荷载比、约束刚度、钢梁与混凝土相对面积比等对约束组合梁抗火性能的影响。并根据参数分结果给出了考虑结构整体性影响的组合梁抗火实用计算方法,最后通过实例说明了实用抗火计算方法的应用。

  • 标签: 组合梁 参数分析 整体性 实用计算方法
  • 简介:本文结合几个典型工程算例对改进动力松弛和改进力密度在计算时间、收敛精度、迭代策略等方面进行了较系统的比较分析.分析说明两种方法均适用于解决大型复杂索网结构的找形问题,并可达到很高的精度,但两种方法均有各自的优缺点.

  • 标签: 索网结构 动力松弛法 力密度法 有限元法 张拉力
  • 简介:对钢截面的弹塑性分析应用非线性方程组求解的牛顿-拉夫逊,给出荷载-变形计算的一种正算算法,即任意给定一组轴力-弯矩,由迭代得到截面形心应变-曲率。基于截面纤维模型,采用平衡推导截面刚度矩阵和计算截面承载力,为边缘屈服判断提供了方便,适用于各种形状和双向受力的截面。参考有限元程序设计方法,给出模块化的迭代流程,具有良好的通用性。给出手算算例,分别采用解析和迭代计算,结果吻合。

  • 标签: 弹塑性分析 材料非线性 数值分析 纤维模型 截面刚度矩阵 迭代法
  • 简介:FEDR(FiniteElementDynamicRelaxation)是一种新型的找形分析方法,即结合悬链线单元及有限单元的动力松弛.动力松弛不需要组装结构刚度矩阵,但该方法在求解过程中容易错过局部极值.对该问题提出改进措施,给出FEDR的步骤及程序实现策略,并用FORTRAN语言和ANSYS的APDL语言编写程序.采用FEDR对索穹顶结构进行形态分析.索穹顶结构的索垂度不能忽略,给出考虑结构成形后索长和索中张力水平分量的无应力索长计算公式.进行了算例分析,结果表明,FEDR是正确可行的,改进措施、求解过程及程序实现策略是正确合理的,推导的无应力索长计算公式是正确的,应用该方法对索穹顶结构进行找形分析是可行的.

  • 标签: 索穹顶结构 找形 FEDR法 无应力索长计算公式
  • 简介:平面索桁架以及由平面索桁架组成的空间索桁结构是一种应用广泛的柔性结构,它依靠拉索的张力提供刚度.寻找柔性结构合理的预应力分布以达到建筑造型和力学性能的要求是其找形分析的主要目的.与索穹顶结构、单层索网结构相比,索桁架的拓扑关系更加简单明确.力密度、动力松弛等一般用于解决单层索网等结构由给定预应力确定初始位形的问题,且难以直接应用在通用有限元软件中(如ANSYS).如果套用索穹顶、单层索网等的找形方法(如力密度、动力松弛等)进行找形,则无法直接运用通用有限元软件进行分析.本文依据索桁架结构体系简单明确的拓扑关系,发展了一种通过给节点施加位移进行迭代计算的非线性有限元找形分析方法,该方法不同于单层索网或膜结构找形的小杨氏模量.本方法求解速度较快,结果较为准确,同时便于在现有的通用有限元软件中应用.

  • 标签: 索桁架 找形分析 非线性有限元 迭代
  • 简介:本文论述了力密度找形分析原理并引入'T单元'的概念处理边界,建立了平衡方程组,完善了力密度,为膜结构设计提供有效的方法.

  • 标签: 张拉 膜结构 力密度法找形 T单元
  • 简介:索穹顶结构在张拉过程中一般采用分批分级张拉斜索的方式.由于索穹顶结构的环索通常采用连续布置方式,当相邻分批张拉索的内力差作用在环索节点上的分量超过环索与索夹间的最大静止摩擦力后,会引起环索与环索夹之间的滑移.由于环索往往是索穹顶结构中预应力最大的构件,其滑移会对整体结构的内力分布和位形产生严重影响.在准确计算分析的基础上优化张拉方案,控制环索滑移对整体结构的影响是索穹顶结构能否张拉成形且满足设计要求的关键问题.本文提出基于向量式有限元的驱动索单元进行索穹顶张拉全过程模拟,分析环索滑移对结构内力和位形变化的影响.

  • 标签: 索穹顶 张拉全过程分析 环索滑移 向量式有限元 驱动索单元法
  • 简介:在对空间桁架结构进行屈曲路径分析的过程中,结构在其极值点处刚度奇异,伴随其机构位移模态数增加.因此,在跟踪结构的屈曲平衡路径时,既要考虑结构在运动过程中构件的变形,又要考虑系统的机构位移.本文对结构屈曲平衡路径的特性进行了阐述,指出了屈曲平衡路径是结构的固有特性,只与外部荷载的作用形式相关.基于此,本文提出了一种求解结构屈曲路径的新方法,将对结构的屈曲路径分析过程分为两步:首先,利用非线性力预测结构的下一步运动位移方向(运动位移方向是指屈曲平衡路径上某一点处的切线);随后,利用向量式有限元对结构进行找平修正.通过对两个星形穹顶和一个动不定结构进行屈曲分析,验证了本文方法的准确性和有效性.

  • 标签: 屈曲路径 非线性力法 机构 机构位移 向量式有限元法 动不定系统
  • 简介:本文由三部分组成:第1部分概述了整体提升的优缺点和发展历史;第2部分探讨了由设计与施工共同确定整体提升施工方案的重要性和科学的研究方法,并给出了研究流程图;第3部分结合我国的升梁抬网和升网滑模两个典型工程的现场全过程跟踪实测,探讨了提升工艺如同步控制、升差对结构的影响、支座反力原始差值的影响等主要问题。

  • 标签: 整体提升 空间网格结构 滑模 施工方案 实测 设计与施工
  • 简介:绍兴县体育中心体育场开合屋盖结构由固定屋盖和活动屋盖组成,活动屋盖可以在固定屋盖的轨道上滑动.根据建筑需求,固定屋盖的主桁架设计为扁拱状.为克服扁拱结构效率较低的缺点,主桁架下部安装了一系列实心拉杆形成弓形的结构.显然,拉杆是屋盖结构的关键受力构件,它的失效对整个屋盖结构的力学性能有很大影响.向量式有限元(VFIFE)是一种新型的结构分析数值方法,特别适用于处理动力和大变形问题.本文采用向量式有限元对屋盖结构闭合和开启状态下关键拉杆的突然失效进行了分析,追踪了关键位置的位移、构件内力以及支座反力的动力响应过程.结果表明,对于单拉杆设计方式,开合屋盖在拉杆失效后呈现很强的动力响应;实际结构设计采用的并行多杆形式能有效减少拉杆失效产生的屋盖结构动力响应.

  • 标签: 开合屋盖 关键构件失效 动力响应 向量式有限元法
  • 简介:D型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中常用的一种抗震耗能结构形式,但是其耗能梁段与柱直接相连,为了满足抗震设计要求,一般需要对梁柱连接节点处采取一些加强措施。本文提出了一种新型剪切型耗能梁段与柱连接节点一加侧板方案,并利用有限元分析程序,将该新型梁柱连接节点与梁柱直接相连的D型偏心支撑结构进行了理论分析比较。验证了该新型节点不仅可以使塑性铰远离柱端,而且可以放松钢柱对梁翼缘端部的局部变形约束,避免梁柱连接节点处焊缝的脆性断裂。

  • 标签: D型偏心支撑 耗能梁段 侧板 壳单元 有限元
  • 简介:本文研究一种先进的结构安装--旋转法在空间结构安装中运用的可行性.文中首先对推杆旋转安装(推起)和扳起旋转安装(扳起)两种方法的安装全过程进行内力变化的跟踪分析,从而指出旋转安装的特点.同时,对若干工程实例进行讨论,最后对推杆起重机和施工铰提出设计建议.

  • 标签: 安装法 空间结构 结构安装 跟踪分析 内力变化 工程实例