大跨度Kiewitt型弦支穹顶结构的自振特性分析

弦支穹顶结构是由单层球面网壳和下部张拉体系组合而成的一种新型的空间结构体系,以120m跨度K8型弦支穹顶结构为例,采用分块兰索斯(Lanczos)法对其自振特性进行了分析,分析时考虑拉索预应力、撑杆高度、结构跨度和荷载等4个因素对结构自振频率的影响。结果表明:当拉索预应力增大到一定程度,再增加预应力对结构的自振频率影响有限;结构自振频率随着撑杆高度的增加而增大;小跨度弦支穹顶与单层网壳自振模态相当接近,但大跨度弦支穹顶与同等跨度下的单层网壳自振模态明显不同。     

大跨度 Kiewitt 型弦支穹顶结构的自振特性分析

弦支穹顶结构是由单层球面网壳和下部张拉体系组合而成的一种新型的空间结构体系,以120m 跨度 K8型弦支穹顶结构为例,采用分块兰索斯(Lanczos)法对其自振特性进行了分析,分析时考虑拉索预应力、撑杆高度、结构跨度和荷载等4个因素对结构自振频率的影响.结果表明:当拉索预应力增大到一定程度,再增加预应力对结构的自振频率影响有限;结构自振频率随着撑杆高度的增加而增大;小跨度弦支穹顶与单层网壳自振模态相当接近,但大跨度弦支穹顶与同等跨度下的单层网壳自振模态明显不同.     

考虑温度变化的单层索网幕墙结构固有振动

为研究单层索网幕墙结构固有振动特性,考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了单层索网幕墙结构非线性振动方程.利用Galerkin方法及L-P法求出了单层索网幕墙结构固有振动的近似解,并讨论分析了温度的改变量、振幅、初始拉力对单层索网幕墙结构固有振动的影响.算例表明:随着温度的降低,振幅、初始拉力的增大,单层索网幕墙结构振动频率将变大.     

矩形双层索网的非线性自振

研究了矩形双层索网的自由振动.在考虑温度变化的基础上,建立了矩形双层索网非线性振动控制方程,采用Galerkin原理及L-P法求出了矩形双层索网非线性振动的近似解,并得到了索网层间接触力的近似解.结合算例讨论了温度、线性强化、振幅等因素对矩形双层索网非线性振动的影响,为矩形双层索网的抗震设计提供了理论依据.算例表明,矩形双层索网固有频率随着温度的升高而减小,其振动具有较强的非线性,自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,非线性自振频率高于线性频率,线性强化状态时的非线性振动自振频率低于在线性弹性状态时的非线性振动自振频率.     

点支式玻璃建筑单层索网体系的动力特性

点支式玻璃建筑单层索网体系是一种新型的柔性支承结构体系,其受力特性在很大程度上依赖于所施加的预应力。该文对新保利大厦二期幕墙工程的单层索网结构模型的动力特性进行试验研究,提取了索网在分级预应力下的前三阶频率,并与加玻璃后的情况进行了对比分析。试验结果表明,结构的低阶频率与预应力的关系基本为近似线性关系,而高阶的非线性程度更明显,玻璃对结构的刚度有较大提高,试验与有限元计算结果比较吻合。     

碳纤维材料正交索网非线性固有振动研究

文章研究了碳纤维材料正交索网的非线性固有振动;在考虑温度变化的基础上,建立了碳纤维材料正交索网几何变形的非线性振动控制方程,采用Galerkin原理及改进的L-P法求出了碳纤维材料正交索网非线性振动的近似解,并讨论分析了温度的改变量、振幅对碳纤维材料正交索网非线性固有振动的影响,得到的结论是:温度升高将使正交索网非线性自振频率降低,而振幅变大会使正交索网非线性自振频率增大。     

边缘效应对索网结构动力特性的影响分析与试验研究

根据索网结构和边缘支承结构共同工作且相互影响的特点，以空间直线铰接和刚接两种杆件单元模型为基础，运用子空间迭代法，讨论了不同刚度的边缘构件对索网结构动力特性的影响，分析了各结构因素对索网自振频率边缘效应的影响规律，并与模型试验结果进行了对比。     

索网张力结构初应力分析新方法及结构特性

索网张力结构是一种预应力自平衡结构体系,具有静不定、动不定特征.初始预应力分布计算是张力结构受力分析的基础.文中从力密度法基本方程出发,采用线性调整理论,建立了一种新的张力结构初始预应力分布计算方法,并将这一方法运用于马鞍型单层索网体系初始预应力分布的求解,在此基础上分析了不同预应力水平对体系自振特性、静力承栽力的影响.最后,对该体系的结构特性进行了分析.     

弦支穹顶结构的自振特性及地震响应分析

弦支穹顶结构是基于张拉整体思想和单层球面网壳技术的一种新型复合空间结构体系,为了研究弦支穹顶的自振特性和地震响应,采用有限元软件,对结构的矢跨比、撑杆高度、环索布置方式和预应力大小等进行了参数分析,并对单层网壳和两种不同布索形式的弦支穹顶结构进行了El Centro波地震响应对比分析。结果表明:矢跨比和撑杆高度对结构自振特性影响较大,而拉索预应力大小对结构影响较小。支座的弹簧刚度对弦支穹顶的高阶频率的影响不及对基频的影响,当弹簧刚度较小时,其对结构基频的影响基本上是线性的;刚度较大时,对基频的影响很小。在固定铰支承条件下,与单层网壳结构相比,弦支穹顶不能减小地震产生的结构位移的振幅。弦支穹顶结构整体内力值偏大,在布索层数相近的情况下,不同的弦支穹顶的撑杆和拉索的内力变化趋势和数值相近。     

拉索损伤对斜拉桥自振特性的影响分析

针对斜拉桥的动力特性,结合一座斜拉桥的工程实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元和空间杆单元建立计算模型,计算出斜拉桥的自振频率和振型,并研究了不同工况时拉索损伤对斜拉桥自振特性的影响.分析结果表明,非对称拉索损伤对斜拉桥自振频率的影响较小,对称拉索损伤及损伤位置的不同对其自振频率的影响较大,其中斜拉桥主跨跨中长拉索的损伤对竖向弯曲振动的影响更为显著.     

点支式幕墙鱼腹式索桁架支承体系的自由振动

预应力鱼腹式索桁架作为点支式玻璃幕墙的支承体系有着广泛的应用,非线性自振特性的研究对于索桁架结构在地震荷载作用下的响应分析具有十分重要的意义.考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动方程.通过Galerkin方法将偏微分程转化为常微分方程,采用L-P法对常微分方程进行求解.结合工程实例讨论分析温度变化、振幅、预应力等因素对点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动的影响.算例表明,预应力鱼腹式索桁架支承体系固有频率随着温度的升高而减小,具有较强的非线性,其自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,非线性自振频率高于线性振动频率.     

预应力自平衡索桁架的非线性固有振动

研究预应力自平衡索桁架的非线性固有振动.考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出点支式玻璃幕墙预应力自平衡索桁架支承体系非线性振动方程.通过Galerkin方法,将偏微分程转化为常微分方程,采用L-P法对常微分方程进行求解.结合工程实例讨论分析温度变化、振幅、初始张力、矢高等因素对点支式玻璃幕墙预应力自平衡索桁架支承体系非线性振动的影响.算例结果表明:预应力自平衡索桁架支承体系固有频率随着温度的升高而减小,具有较强的非线性,其固有振动频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,非线性振动频率高于线性振动频率.     

点支式幕墙中空玻璃承载性能的理论和试验研究

进行了点支式中空玻璃承载性能的试验,测得了点支式中空玻璃的荷载-位移及荷载-应力曲线.在试验的基础上,通过对不同厚度点支式中空玻璃的有限元分析,对现行的《点支式玻璃幕墙工程技术规程》（CECS127：2001）关于中空玻璃等效厚度取值进行了修正,给出了修正系数,同时也给出了点支式中空玻璃最大应力和最大位移的建议计算公式.为今后规程的进一步完善和修订做了一些探讨工作.     

玻璃幕墙的施工关键技术探析

从20世纪80年代中期到现在我国的幕墙行业突飞猛进,出于对建筑的外型美观的要求越来越高,对建筑物外墙装饰越来越重视。幕墙也经历了从有框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、单元式玻璃幕墙,到现如今在较高标准建筑物外墙上使用的点驳接式幕墙的发展过程。分别对框式和点式玻璃幕墙施工中的关键技术进行简要介绍。     

基于频率法的单索玻璃幕墙索力模拟分析

为研究频率法在单索玻璃幕墙拉索索力监测中的准确性,基于某单索玻璃幕墙索力监测项目,采用有限元软件ANSYS建立幕墙拉索在不同边界条件下的振动模型,分析模拟频率与实测频率之间的关系,结果表明：幕墙拉索的边界条件更接近两端固支,并且短索更明显;高阶频率（n=3~6）较低阶频率（n=1~2）更稳定。将幕墙拉索的实测频率与边界条件为两端固支的模拟频率（n=3~6）进行比对,得到弦理论公式的频率修正系数为0.968,提出索力修正计算公式,其适用于长细比在270~340之间的单索玻璃幕墙拉索。采用弓式测力计法对修正公式进行验证,索力相对误差为-5.4%,表明该修正公式能有效提高索力计算精度。     

建筑外层玻璃幕墙结构振动台试验研究

建筑造型与周边环境的协调已成为建筑师追求的新时尚,各种材料及样式的玻璃幕墙已用在建筑的外装修上,为此我国对建筑幕墙抗震性能制定了振动台试验方法。为考核玻璃幕墙与其连接件以及整个点支式建筑幕墙系统的抗震性能,对一种采用新型材料和新型连结方式的点支式建筑幕墙结构进行了振动台试验研究。试验结果表明：单层及夹胶玻璃肋以及整个点支式建筑幕墙系统均有足够的抗震安全性。     

面内剪力作用下点支承玻璃承载性能的试验研究

为研究面内剪力作用下点支承玻璃板的承载性能,采用沉头式、浮头式连接方式的玻璃板各3件,施加面内均布荷载直至破坏,量测了玻璃板上关键点的应力变化,记录了点支承玻璃板的破坏过程。试验现象表明,玻璃板在面内剪力作用下发生平面外变形,使其承载能力下降了70%以上。在单独剪力作用下,点支承玻璃板破坏由孔边应力控制,而大面中心及板边中点的应力则较小。该研究为进一步改进点支承玻璃的设计方法提供了依据。     

点支式钢化和夹胶玻璃板的循环疲劳试验研究

为研究四点支承玻璃板在循环荷载作用下的力学性能,对采用浮头式驳接头点支承的8块钢化玻璃板和15块夹胶玻璃板进行了板中心集中力加载疲劳破坏试验,并观测了循环荷载作用下玻璃板中心点的挠度和关键点的动静态应力变化.试验表明:钢化玻璃在循环荷载作用下的循环荷载-板中心挠度曲线呈弱非线性,随着荷载循环次数的增加其抗弯刚度没有明显变化;夹胶玻璃在循环作用下的荷载-板中心挠度曲线与试验环境温度有关,在温度低于15℃时无滞回环,而温度在22～30℃范围内时,则有明显的滞回环;夹胶玻璃的等幅循环加载荷载-板中心挠度曲线在循环初期挠度随着循环次数的增加而逐渐增大,但循环次数超过5×104后,板中心挠度几乎不随循环次数的增加而变化.点支式钢化玻璃和夹胶玻璃经过5×105次循环加载后,卸载至零,再进行静载破坏试验,其静载抗弯承载力没有降低,表明钢化玻璃和夹胶玻璃抗疲劳性能很好.     

抽水蓄能电站拦污栅结构振动特性模型试验研究

结合天荒坪抽水蓄能电站尾水拦污栅流激振动试验 ,研究了拦污栅自振特性。对栅架整体结构模型的自振频率和振型进行了量测 ,并与数值计算结果作了对比 ,二者基本吻合 ,说明成果是可靠的 ;此外 ,还对栅架支承条件对拦污栅自振频率的影响以及单根栅条的自振频率特性进行了探讨。依据对单根栅条模型试验的结果 ,文中对 L evin建议的计算栅条自振频率公式的适用性提出了质疑 ,并对工程界所关注的栅条可能发生共振的原因提出了一个新的解释     

简支梁模态参数测定与分析

振动是工程结构中一种普遍现象,分析系统的固有频率和固有振型,可以有效地避免对工程结构造成最大破坏的共振现象。将简支梁简化为离散的多自由度模型,对其进行理论分析,再通过实验测试的方法,分别得到简支梁的固有频率和固有振型,结果大致相同。从分析典型的简支梁模态参数入手,为分析复杂机构的振动提供了参考方法。