弹性结构锚固单层索网的预拉力控制技术

锚固单层索网的弹性结构在预拉力作用下产生弹性位移,使得拉索的设计张力反复调试才能一致,并致后期施工张拉很难控制。针对这种情况,综合分析弹性位移产生的原因,采用位移补偿张力法进行仿真分析,一次性算出所有初始张力值,确保索在弹性形变后张力值与设计值一致。按照初始预拉力的计算结果,制定施工顺序,依次计算每根索一次张拉到位后的索力和位移,便于监测张拉过程索的形变是否合理,确保施工张拉一次到位,无需重复张拉。     

PC系杆拱桥施工阶段暂态结构安全控制

以某在建的PC系杆拱桥为研究对象,采用Ansys程序的几何非线性有限元接触分析方法,模拟系梁与支架的关系,建立了模拟该桥张拉吊杆施工过程的空间分析模型,采用三种加临时横撑的方案来控制施工时暂态结构的安全性,计算了张拉吊杆过程中三方案不同状态下结构的弯矩、位移及稳定系数,试图通过分析找到最佳的加临时横撑的方案,进而为整桥施工模型的建立和同类桥梁的施工控制提供参考.     

宣城体育馆弦支穹顶结构预应力施工研究

预应力张拉施工技术是弦支穹顶结构建造过程的关键技术之一,预应力拉索张拉施工质量直接影响结构的成型状态。采用有限元软件对宣城市体育馆弦支穹顶结构施工过程进行了全过程模拟分析,并用频率法对拉索张拉施工过程中的索力进行了跟踪监测,然后将有限元模拟得到的索力计算值与实测值进行了对比分析,分析结果表明,张拉完毕后建立的拉索有效预应力实测值与计算值较吻合,采取的张拉施工方案合理有效。     

双曲索网结构施工张拉成形数值模拟分析与试验验证

针对双曲索网结构独特的结构形式和复杂的施工方法,基于索结构非线性有限元理论提出了双曲索网结构张拉施工的数值计算方法,开发了施工过程分析软件.以国内首例双曲索网结构体系--中国航海博物馆双曲索网幕墙体系缩尺模型为例,对2种不同的张拉方案进行了数值模拟分析.并通过缩尺模型试验对索网结构的施工方案进行了张拉试验,模型试验验证了索网张拉完成以后的形态满足设计要求,试验结果证明了数值计算的可靠性和合理性,可以通过数值计算方法对实际结构的施工张拉进行仿真分析.通过对数值计算结果和试验结果的分析,提出了合理的施工张拉方案.     

基于向量式有限元的大跨度钢结构施工力学分析方法

针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单元,实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上,利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序,并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析,与传统分析方法进行比较,验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明,采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程.     

弦支穹顶结构预应力张拉的摩擦损失

为精确研究弦支穹顶预应力张拉施工过程中,索撑节点处滑移摩擦导致的预应力损失问题,基于冷冻一升温法,利用泛函中广义逆的概念,推导了计算弦支穹顶环索预应力滑移摩擦损失的迭代算法,研究了索撑节点处的滑移摩擦对弦支穹项结构预应力分布的影响,提出通过减小索撑节点滑移摩擦系数、多点张拉和超张拉等措施来减小预应力摩擦损失,算例表明该方法可有效模拟弦支穹顶结构的预应力摩擦损失,且所提出的补偿措施可较好解决预应力摩擦损失问题     

张拉结构风致振动理论和试验研究

为了研究张拉结构风致振动机理和规律,采用风洞试验、流固耦合数值模拟方法(FSI)和频域方法对单片张拉膜结构、张拉膜结构屋盖和单层平面索网的风致振动响应进行了分析.利用风洞试验,研究了来流湍流度、风速、风向角、膜面张力等不同工况对结构测点位移和根方差的影响.采用数值模拟和频域方法,分析了典型风洞试验工况,并与试验结果进行对比,以验证理论分析方法的可靠性.结果表明:在紊流风作用下,单片索膜做随机受迫振动,振动以背景响应为主,FSI数值模拟、频域法与试验结果较为接近;膜结构屋盖在特征湍流作用下发生颤振,数值方法尚未模拟出这一现象;玻璃面板刚度可以有效降低单层索网风致振动响应.     

等效预张力大跨度弦支穹顶预应力施工过程的正算法

为了准确模拟大跨度弦支穹顶预应力施工过程,建立符合实际施工顺序的结构施工初始态,对预应力施工过程的力学分析方法进行了研究.根据工程实践,总结了大跨度弦支穹顶预应力施工过程的特点,分析了状态变量叠加法、反分析法、生死单元法在其应用上的不足.结合非线性有限元分析方法,凝练了基于等效预张力的预应力施工过程正算法,并给出了具体的实施方法和步骤.以常州体育馆钢屋盖工程为算例,验证了正算法用于预应力施工过程力学分析的可行性和适用性.最后指出,基于等效预张力的正算法预应力施工过程力学分析,综合考虑了支撑与刚构的非线性接触、索力的相互影响、施工临时结构体系的转换、结构几何非线性等施工多因素耦合效应,能够准确跟踪结构在各施工阶段的状态.     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS，通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力，提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响，施工控制难度大，本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算，提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法，通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究，定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响，以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标，成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

大跨度悬索桥加劲梁架设过程的倒拆分析方法

悬索桥施工前,需要计算出各施工阶段的结构几何形状及内力,以此检查施工方案的合理性及安全性,从理想成桥状态开始,用几何非线性有限元方法一步一步模拟倒拆过程,从而得到各施工阶段结构的几何形状及内力,计算模型中,用悬链单元模拟主缆,CR（随转坐标系）列式梁单元模拟塔和加颈梁,考察了鞍座与塔顶相对位置的调整过程,用编制的程序对虎门大桥进行计算,表明该倒拆分析方法概念明确,计算模型更加接近实际,具有可操作性,可代贪设计和施工部门参考、使用。     

大型复杂钢结构施工过程计算理论与应用

针对大跨屋盖的结构形式和滑移施工方法的特点,基于非线性有限元理论提出了空间结构滑移施工的数值计算方法,开发了大型复杂钢结构施工过程跟踪计算软件,可以考虑施工过程、施工荷载、边界约束、预张力等因素的影响,实现对结构施工全过程的跟踪模拟分析.通用有限元计算结果证明了该方法的准确性,国家体育馆钢结构屋盖滑移施工过程跟踪现场监测数据结果表明了该计算方法的可靠性与合理性,可为大跨空间结构施工提供参考依据.     

挡土墙加固工程锚杆预应力损失与补偿

以104国道预应力锚杆加固加筋土挡土墙为例，通过数值模拟和实验的方法，讨论了二次补偿张拉解决此类问题的可行性。结果表明，一次张拉一段时间内进行二次补偿张拉，不仅能够有效消除相邻锚杆间的影响，而且还能抑制锚杆的预应力衰减。对于土体预应力锚固工程，其锚杆预应力设计和施工应充分考虑预应力损失，在实际施工中可以应用二次补偿张拉手段解决这一问题。     

大跨度斜拉桥施工过程索力和线形双控研究

为了使斜拉桥在成桥后达到合理状态,必须拟定合理的施工状态,即在施工过程中使斜拉索力和结构位形同时达到理想状态.采用一阶最优化计算方法,以成桥后结构的弯曲应变能和主梁的线形为目标函数,以斜拉索的初始张拉力和主梁节段的预抛高值为设计变量,建立了斜拉桥施工控制的空间非线性有限元分析模型,并以某大跨度预应力混凝土斜拉桥为例,模拟了混凝土主梁的悬臂浇筑过程.结果表明,该方法可使成桥后主梁的线形和结构的内力得到合理控制,从而可有效地确定斜拉桥的合理施工状态.     

预应力后张和先张法联合加固受弯板试验研究

采用预应力钢丝平铺布置加固混凝土受弯板时,若用高抗拉强度的复合砂浆覆盖钢丝成本太高.针对这种情况,提出用普通高强水泥砂浆代替前述砂浆,采用预应力钢丝后张法和先张法联合加固的新方法施加预压应力,使板受拉区混凝土及覆盖砂浆均产生预压应力.详细阐明了该方法的原理和实施工艺,通过钢筋混凝土受弯板的加固试验研究和数值计算分析,表明该方法的加固原理和施工工艺是可行的.其关键是需要在结合面喷涂环氧类界面剂,以保证结合面不产生剥离破坏.从而无需使用昂贵的高抗拉强度复合砂浆,降低加固成本,且经加固处理后截面受力性能更好.     

基于双控法弦支穹顶伺服施工过程非线性分析

基于结构几何非线性有限元法,推导了弦支穹顶结构施工过程的非线性有限元分析格式,同时针对索撑节点摩阻力对结构的真实影响,分析了索撑节点摩阻力对结构非线性刚度矩阵形成的修正算法,进而提出了可考虑索撑节点摩阻力的基于对外形和索力双控的伺服施工过程方法,并编制了相应算法.该算法可实现对施工过程的外形和预拉力的双重控制,且施工成形终态可最大精度地获取设计态所需的结构位形和索力.实例分析结果验证了该方法的可行性和精度.该方法对于采用张拉环索法施工的弦支穹顶结构具有一定的普适性.     

混凝土坝温控三维仿真敏感分析及其凝聚方程

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土坝典型浇筑块进行了温控敏感分析,得出温控因素（浇筑温度,间歇天数,开浇日期,浇筑层厚度）对浇筑块强经束区最大拉应力的影响,在此基础上采用回归和拉格朗日插日插值方法得出多维数值空间最大接应力凝聚方程,可用于推算不同施工方案的浇筑块强的约束区的最大拉应力。     

线性反馈控制系统的代数结构分析

该文研究稳定连续控制系统的代数结构分析问题，旨在利用广义逆理论及矩阵分解技巧，给出线性连续的所有稳定化状态反馈控制器的参数化代数刻划，以及期望解存在的充要条件，结果表明，上述目的可通过求解一线性矩阵不等是达到，文中给出了说明性的数值例子。该文结果为稳定控制系统的分析与设计提供了一种简单有效的新途径，因而具有较强的理论意义，与传统的几何方法相比，该文采用纯代数手段刻划的参数空莘更于工程实现。     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

型钢混凝土结构施工过程时变效应计算

基于型钢混凝土(SRC)构件实际受力机制,引入主从约束方法推导了型钢混凝土组合构件子结构单元模型,解决了徐变效应下钢和混凝土的协同工作问题.采用有效模量法(AEMM)与有限元法相结合的徐变计算理论,以Visual C++和ObjectARX为工具研发了高层型钢混凝土组合结构施工过程分析软件(SRCCM),并与通用有限元软件进行对比分析,验证了软件的正确性.算例表明:采用主从约束方法的子结构单元模型能够合理地反映型钢混凝土构件实际受力机制,基于该模型所编制的高层型钢混凝土组合结构施工过程分析模拟软件能够在工程实际中应用.