基于粒子群算法的大跨度钢结构吊点层次优化

在面对大跨度钢结构的多台起重机协同吊装时,为了解决各种变形协调方程都不明确情况下的结构吊点设计问题,利用最小应变能原理,基于改进粒子群算法对吊点进行层次优化,即对吊点数量和布局进行综合优化.通过对标准粒子群算法进行改进并结合APDL的ANSYS二次开发技术,在MATLAB环境中编制了适应大跨度钢结构多吊点层次优化的程序,有限元软件ANSYS被后台调用求解目标函数.该方法充分发挥了有限元软件数值计算准确及粒子群算法求极值的高效性和全局性的优点,与ANSYS自带的零阶方法以及遗传算法、模拟退火算法等进化算法相比表明,本优化方法取得了较好的结果,为解决大跨度结构的吊点离散变量组合优化问题提供了一种新的更有效的途径.     

型钢混凝土桁架节点的非线性数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对某工程的大跨度型钢混凝土桁架转换层节点进行了实体非线性数值模拟,得到了按整体模型逐层顺序分析所得节点处各构件内力作用下型钢混凝土节点的应力分布和变形性能。施工阶段对节点的监控结果表明,现场实测结果与非线性条件下数值模拟分析结果吻合较好,可为此类构件的节点设计及其性能分析提供理论参考。     

基于MATLAB的空间桁架梁的内力分析计算

针对空间桁架梁杆件多、载荷工况复杂、计算量大、内力图多等特点,运用节点法总结并归纳出桁架梁的各个杆件的内力计算递推公式,并用MATLAB软件进行了仿真计算。该方法是根据推导出的计算公式,运用数学变换来建立空间桁架梁数学模型,确定变量之间的函数关系,分步编制弦杆和腹杆的内力计算程序仿真输出数据和图形。通过仿真得到桁架梁的各杆件在不同的载荷组合工况下的受力情况,找出在最不利工况下的受力杆件,为结构的轻量化研究提供理论基础。     

大跨度平板钢网屋架结构整体提升施工过程力学分析

目前国内建成的钢网屋架多为曲面结构或网架与桁架的组合结构,施工方法主要采用高空散装法、分条分块安装法、高空滑移法、整体吊装法等技术。对于场地狭小、施工干扰大、网架跨度大的平板结构钢网屋架多采用整体提升或顶升法施工,这两种施工方法的特点是施工功效高、成本低,钢网屋架区部受力敏感、变形控制难度大。因此采用这两种方法施工时要对网架结构的施工受力情况进行精确的验算,对薄弱部位合理的加固,以减小施工变形,以确保施工质量。本文以某客车整备棚平板式钢网架为工程实例,研究平板结构钢网屋架整体提升时的吊点设计和施工过程的受力情况,合理的设计了9处提升吊点,计算了施工过程中网架的节点的位移、杆件的受力和应力情况,依据计算结果对薄弱杆件进行更换和加固,最终顺利完了钢网屋架的施工。     

大跨度悬挑钢结构施工模拟分析

某银行金融服务中心B区营业厅及会议中心主体结构为钢筋混凝土框架结构,南面为悬挑结构,最大悬挑长度为17 m ,采用大跨度空间钢桁架结构。该大跨度空间钢桁架结构质量大,在结构吊装过程中,结构受力状态经历突变,节点应力及变形状态复杂。为保证结构安全,文章运用Sap2000软件对该悬挑结构进行施工模拟分析,分析其内力及变形变化规律,为结构安装过程及其变形监测提供理论依据。     

大跨度钢结构屋盖吊装施工工艺的力学分析与评价

用整体吊装法进行钢结构大型屋盖安装时,如果吊装工艺选得不合理,有些杆件中的应力会超过设计极限。该文通过空间杆系有限元计算分析,讨论了某大跨度钢结构拱架吊装过程中着吊点对拱架中杆件内力分布的影响,从力学的角度提出吊装施工工艺的合理建议。     

空间管桁架钢结构体育馆吊装施工方案对比分析

空间管桁架钢结构施工过程中的事故时有发生，对其进行施工模拟分析有十分重要的工程意义.基于某大跨度空间管桁架钢结构体育馆项目，采用有限元软件Midas/Gen对其拟采用的3种不同施工方案进行了模拟分析，研究其在考虑“路效”和“时效”下不同吊装方案对主体钢结构受力、变形及支撑结构最大支反力的影响；同时，对考虑路径、时间效应所得模型与采用一次性加载法所得模型的计算结果进行了比较.结果表明：不同施工方案对结构构件的应力、变形影响显著；通过对比，可以得到主体钢构件最大应力、最大位移的发展趋势及最优施工方案；考虑路径效应的数值计算方法与一次性加载法得到的计算结果有所不同，前者更贴近结构实际施工状态.通过有限元法能有效提高工程项目施工过程的安全性，给实际施工提供理论依据，并为此类大跨度空间管桁架钢结构合理施工提供技术参考.     

管桁架式屋架在电力工程重载屋面中的应用

文章研究的工程厂址由于大气环境恶劣,故工程主厂房屋架采用钢管替代传统的双角钢、H型钢;对比分析了钢管主材与其他型材相比的优缺点,使用Midas、Sts计算软件建立了管桁架计算模型,得出了桁架的内力和位移;详细介绍了管桁架相贯节点的特点,并选用了实用美观的相贯节点加强做法,对比分析了钢桁架的经济性优势.     

某18m非标准跨钢托架承载性能试验及有限元分析

非标准跨度钢托架在现行规范、图集中无直接设计,当前设计是基于标准跨钢托架把桁架节点均简化为铰节点计算,其各阶段安全性有待验证。对某18m非标准跨平行弦钢托架,通过室内试验和有限元软件对施工和使用阶段两种不同受力状态下的结构承载性能进行了分析。结果表明：施工和使用阶段桁架部分杆件受力状态不同,须验算结构施工安全性;桁架上下弦杆及斜腹杆为非轴心受力构件,节点约束对斜腹杆的影响范围为1～2倍约束长度。铰接理论适合非标准跨钢托架结构设计。     

基于ANSYS分析桁架拱渡槽结构内力

文章介绍凤阳县燃灯寺水库大庙余渡槽采用连续桁架拱结构,由于该桁架拱为超静定空间结构,受力复杂,因此,采用ANSYS6.1软件计算拱片安置后风载、地震和吊装工况下拱片内力,并将计算成果应用于设计中。     

浅谈天车“抬”吊巨大设备吊装点的精确计算

为保证设备的安全吊装,分析建立了一个数学模型,计算确定吊装点的精准设置位置,为吊装方案的细化编制和起重吊装的实际操作提供数据上的依据和支持,精确吊装方法和吊装点对制定吊装方案具有决定意义。     

基于模态应变能的不同损伤指标对比

为解决工程结构的多损伤识别问题,对基于模态应变能的不同损伤指标方法进行了对比分析和研究。首先,描述了3种损伤指标,即模态应变能变化指标( MSECI)、模态应变能耗散率指标( MSECRI)和模态应变能基指标( MSEBI);然后借鉴模态应变能耗散率指标的建立原理,通过对刚度矩阵的修正,建立相应的能量等效方程,并提取了一种模态应变能等效指标( MSEEI );最后对4种应变能损伤指标进行了对比研究,并考虑了测量噪声的影响。数值仿真结果表明,模态应变能基指标可以较好地识别结构的损伤位置,模态应变能等效指标则不仅可以有效地识别结构的损伤位置,而且可以较为精确地识别结构的损伤程度。     

连续梁式吊具的吊点设计

在吊运细长金属杆件时，须用专门设计的连续梁式吊运装置，以减小其挠度．吊具和吊运对象构成了两根超静定连续梁，每一梁的挠度变化均将影响另一梁的载荷和挠度．本文介绍了连续梁式吊具的吊点设计方法，包括吊点的数量确定和位置优化，使得细长柔性杆件吊运作业时能达到较为苛刻的设计要求．用迭代法求解两根超静定连续梁之间的变形和作用力，以吊运对象全长上的最大挠度差为目标函数，可对吊点位置进行优化，使得吊运对象最大挠度差值被控制在允差范围之内     

广州解放大桥主桥拱肋整体吊装静力分析

近１０年来,我国钢管混凝土拱桥建设发展迅猛,已建成的跨度大于８０ｍ的约有４０多座,而无风撑下承式系杆拱桥仅２座,广州解放大桥是其中之一,并首次采用整体吊装施工方法．本文结合该大桥的施工实践,重点对单片钢管拱肋两点整体吊装的结构受力进行了静力计算及分析．     

神经网络法在定量损伤识别研究中的应用

为了探索一种可能的结构损伤在线监测方法,使结构损伤动力识别的研究更具工程实际意义,以工程上常用的截面开口槽形梁为试件,用试验模态分析与神经网络法相结合的方法,研究了位移频响函数指标、应变频响函数指标和模态频率指标在结构损伤定量辨识中的灵敏性。结果证明了神经网络法与试验模态分析技术相结合检测结构损伤的可行性,并指出应变指标对损伤更敏感。此外,指出了对于具有复杂模态的结构无法获取模态的完善信息时,用有限个点、有限个方向的测量数据进行损伤识别是可行的。     

基于单元模态应变能灵敏度的结构损伤统计识别

基于单元模态应变能灵敏度,采用概率统计的方法,提出一种同时考虑模型不确定性和测试噪声影响的损伤统计识别方法。首先,建立基于单元模态应变能灵敏度分析的结构损伤方程组,然后,通过摄动法推导出损伤结构刚度参数的统计特性,并运用损伤概率模型计算各单元的损伤存在概率。最后,用一简支梁数值模拟算例验证了该方法的有效性。研究结果表明:损伤概率越大,表明存在损伤的可能性越大;损伤单元的损伤存在概率大于非损伤单元的损伤存在概率;随着损伤程度的增加,损伤存在概率不断增加,而随着噪声水平的增加,损伤存在概率减小。     

大跨度钢管桁架结构施工顺序优选分析

以兰州大学体育馆实际工程为背景,采用有限元软件Midas Gen对大跨度钢管桁架结构施工过程进行分析.通过对吊装过程中钢管桁架各杆的轴力和应力进行验算,验证吊装过程的安全性.首先提出从左至右、从中间至两边和从两边至中间的3种吊装施工顺序,然后针对这3种安装顺序,分别对6～17轴施工阶段结构挠度和结构应力进行分析,最后对3种安装顺序对主桁架造成的位移和应力影响进行对比.结果表明,采用从两边至中间的施工方法可以有效抵消由桁架自重引起的几何积累效应,同时配合主桁架预起拱技术,使得整个桁架结构安装达到最佳状态.     

采用应变能方法定量分析输电塔损伤程度

为了解决输电塔结构的损伤识别问题,提出了基于模态应变能变化率和能量方程的两步识别方法。首先利用模态应变能变化率方法进行较为精确的损伤定位,然后引入损伤后的单元刚度矩阵,对结构模态应变能耗散率理论进行了相关的改进研究,从而推导出更精确的损伤定量方程方法。该方法只需要前几阶振型模态,不需要完备的测量信息。数值仿真的结果表明,该两步识别方法可以有效地识别出输电塔结构的损伤位置和程度。     

基于信息熵的城轨车辆应变传感器优化布置

针对传统的传感器优化方法在配置数量较多的情况下存在测点聚集的现象，基于信息熵理论分析了优化结果和预测误差间的关系，并提出了一种考虑预测误差的改进优化方法，将归一化模态应变能之和的倒数作为预测误差协方差矩阵的主对角元，非对角元由结合了测点距离和响应水平的指数相关方程表示，以最大化Fisher信息阵行列式值为目标，采用逐步累积法得到最优测点位置.城轨车辆构架有限元计算结果表明，改进的优化方法在三种评价准则的表现上均优于经典方法，并且显著降低了测点聚集效应，证实了改进方法用于转向架构架应变传感器配置的有效性.     

考虑损伤累积效应的单层球面网壳动力稳定

为了揭示强震下单层网壳结构的动力失效机理,从考虑材料损伤累积效应的角度出发,基于塑性应变和能量损耗理论建立应变-损伤弹塑性本构关系,提出将B-R运动准则和杆件塑性应变能密度曲线结合起来,作为结构动力失稳的判断标准.应用动态增量(IDA)法,对一Kiewitt-8型单层球面网壳结构进行地震作用下动力稳定分析,得出考虑材料损伤累积效应将显著降低结构的动力稳定临界荷载等结论,为该类结构震后修复和抗震性能的评估提供依据.