双索张弦梁结构

张弦梁结构在强风压作用下,会产生向上的风吸力,过大的风吸力会导致下弦张拉索的应力为零,而张弦梁结构体系的特殊性要求下弦拉索的应力不能为零。文章提出一种新型的大跨双索张弦梁结构,从张弦结构的形态上和施工过程分析了双索张弦梁结构和普通张弦梁结构的区别。分析结果表明双索张弦梁结构能够很好的解决施工过程中的负风压问题,并且减轻了由于施工工序引起的上弦结构的附加荷载。     

索形优化后的双向张弦梁索力特性试验研究

基于平衡荷载值确定双向张弦实腹梁结构的形状,由特制花篮螺丝和改装的U型绳卡分别模拟拉索张拉端和锚固端,采用多点分配梁杠杆集中加载与跨中直接吊挂加载相结合的加载方案,设计了一个索形优化后的双向张弦梁整体结构索力静载试验.试验结果显示,双向张弦梁下部双向预应力索以两个方向交叉进行分步张拉且张拉顺序由跨中向跨端进行为宜;经过索网形状优化之后,当竖向荷载增大到设计平衡荷载值时,双向张弦梁双向各索索力值相近,分布均匀,明显改善受荷阶段结构中的索力分布.双向张弦梁下弦索对非对称荷载尤其是二分之一跨分布形式较为敏感,可能出现边跨索力超过同级全跨荷载下的现象.     

索形优化后的双向张弦梁静载试验分析之非对称荷载下的上弦钢梁

基于平衡荷载值确定双向张弦实腹梁结构的形状,采用多点分配梁杠杆集中加载与跨中直接吊挂加载相结合的加载方案,设计了一个索形优化后的双向张弦梁整体结构静载试验。与全跨均布对称荷载下的受力性能明显不同的是,非对称荷载试验结果显示,边跨和各榀端部至四分之一跨区间受荷载影响最大。二分之一长跨、二分之一短跨及四分之一跨荷载分布形式都可能带来双向张弦梁结构局部内力超过全跨均布荷载的后果。可见,双向张弦梁是一类对非对称荷载分布较为敏感的结构体系。     

双向张拉索-混凝土结构静力分析

结合张弦梁的结构特点,对双向张拉索-混凝土结构进行静力分析.对双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁在极限荷载与重力荷载分别作用下的位移,应力与裂缝情况,进行对比与分析.结果表明:双向张拉索-混凝土的跨中挠度、承载力都有提高；跨中裂缝减少；受拉钢筋最大应力值减小等.     

平面张弦梁结构极限跨度研究

国内外张弦梁的兴建方兴未艾,而该结构的极限跨度论述鲜有报道。就此问题从结构设计因素出发,根据张弦梁的受力特点及拉索和上弦拱梁的材料极限强度条件,推导了平面张弦梁结构的极限跨度公式,并对平面张弦梁极限跨度的影响因素进行了分析。     

装配式张弦梁钢支撑结构力学性能分析

为明晰装配式张弦梁钢支撑系统中预应力张弦梁结构的力学性能，采用ABAQUS有限元软件对张弦梁结构进行数值模拟分析.通过张弦梁撑杆预应力、撑杆截面尺寸、冠梁截面尺寸和桩基侧向刚度等影响因素分析张弦梁钢支撑的受力性能.利用MIDAS有限元软件对张弦梁钢支撑进行整体建模分析.结果表明：张弦梁靠近对撑部分的拉杆的承载能力对整个张弦梁的承载力起决定作用；增大撑杆预应力和桩基侧向刚度对张弦梁钢支撑承载能力有明显增强；增大撑杆截面和冠梁截面对张弦梁系统的承载能力提高不明显；张弦梁钢支撑系统的基坑位移处于预警值范围内，支撑系统对基坑位移有较好的控制作用.     

张弦梁结构及其经济性分析

张弦梁结构是一种造价低廉、受力合理、运输便捷、施工简单的结构形式.本文力图从张弦梁的曲度、拉索数量、预应力度对张弦梁结构用钢量的影响给出张弦梁结构经济性分析的主要途径.     

张弦梁结构弹塑性大位移分析

运用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对采用工形截面钢拱梁的张弦梁结构进行了静力弹塑性大位移分析,通过跟踪结构在自重类荷载、半跨分布荷载以及风荷载作用下的平衡路径全过程,明确了结构在不同荷载作用下的破坏模态,以及撑杆数目、初始几何缺陷、材料弹塑性等因素对结构受力性能的影响,并得出了宜在结构跨中设置撑杆、初始几何缺陷对张弦梁结构的承载力影响不大等结论.     

张弦梁结构刚度参数分析与优化设计

针对现有关于张弦梁结构基于刚度的参数分析和优化研究较为缺乏的不足,采用有限元方法对此问题进行研究。首先,结合某实际张弦梁结构模型并通过变化其主要参数值(如上弦抗弯刚度与下弦轴向刚度比值、上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值、高跨比和下弦索面积等)建立了多个结构模型,然后进行相应刚度分析,得到了这些主要参数对结构竖向整体刚度的影响规律和刚度优化设计的建议。结果表明:在参数分析范围内,当结构高跨比、上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值和上弦长细比一定时,张弦梁结构刚度近似与下弦索面积成正比;在工程实践中,为了在经济效果较优的情形下获得较大的刚度,建议张弦梁结构选用较大的结构高跨比、索垂跨比和较小的上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值。     

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．     

张弦梁理论微分方程近似推导

张弦梁作为一种新型工程结构,已广泛应用在实际的屋盖结构等中。本文基于大位移广义变分原理,在线性弹性理论下,考虑加劲梁轴向压缩应变能的影响,通过建立张弦梁的不完全大位移广义势能泛函的函数,由约束条件变分推导出张弦梁的基础微分方程,最终得到张弦梁的基础微分方程近似于能量原理的弹性理论下的微分方程这一结论,同时也为阐述张弦梁静力行为提供了理论依据。     

大跨度新型张弦桁架的实验研究

结合管桁架和张弦梁的力学和构造特点，通过在管桁架结构的下弦加竖直撑杆，配置拉索并施加预应力，得到一种新型空间结构形式——新型张弦桁架结构，它可以看作是张弦梁加竖直撑杆时的一种特殊结构形式。这种结构不仅具有管桁架的优点，同时又能克服张弦梁的许多不足之处。     

初应变迭代法确定张弦梁结构目标预应力研究

张弦梁结构为预应力张拉体系,采用合理的预应力值对零状态的形态分布及荷载态的结构分析至关重要.运用ANSYS的APDL(Ansys Paramatic Design Language)语言编程,采用初应变迭代法以索应力或结构位为目标值,可得出满足条件的初应变值,提出了两种实现目标预应力值的简洁高效方法,并给出了相应的算例,可供类似张弦梁结构分析参考.     

大空间建筑不同区域受火对平面张弦梁结构响应影响分析

为了获取大空间建筑火灾下张弦梁结构响应规律,分析不同区域受火对该结构响应影响,优化结构抗火设计方法,本文结合大空间建筑特点及火灾特征,考虑张弦梁结构边跨受火、跨中受火及结构全跨整体受火情况,采用有限元法对3种受火条件下的结构响应展开研究,探讨了该结构在火灾高温下的行为响应及不同区域受火对结构响应影响,获取了火灾高温下活动铰支座的侧向位移、拱梁的竖向位移、下弦索的轴向拉力、撑杆的轴向压力,进而提出了适合大空间张弦梁结构抗火设计的优化建议。结果表明,受火灾高温影响,结构变形,右端可动铰支座随拱梁温度升高逐渐向右移动,且幅度较大,为提高结构的安全性能,建议采取一定的措施限制活动铰支座水平位移最大变化量;对比不同工况下结构位移、弯矩及轴力变化,可知不同区域受火致使空间温度场分布不均,该因素对张弦梁结构响应影响较大,张弦梁结构抗火性能研究应予以考虑;基于整体受火条件的结构抗火设计过于保守,缺乏针对性,结构抗火设计应结合实际火灾场景,考虑局部区域受火情况探讨结构行为响应,针对张弦梁结构防火的薄弱部位采取针对性的隔热或防火措施。     

蠕变地层套管外载计算的位移反分析法

套管外载计算是蠕变地层套管受力分析的难题，由于套管周围应力场比较复杂和地下环境多样，难以直接求解。根据弹性力学理论，建立了套管在地层蠕变引起的椭圆形非均匀外载下的力学模型，并应用逆解法对该力学模型进行求解，得到了在非均匀外载下套管的应力和位移计算式。基于套管内壁变形的实测资料，利用阻尼最小二乘法建立了套管外载反分析模型，提出了确定套管外载的反分析方法，讨论了反分析法的应用。实例分析表明，载荷反求值与真实值吻合较好，拟合精度较高，说明这种方法具有较好的实用价值。     

单层正交索网结构有限分析计算方法及实验研究

建立了幕墙正交索网结构的计算力学模型,研究单层索网在网点分配荷载及预张力作用下的平衡方程、位移协调和变形体位能驻值方程,构成多变元的非线性耦合方程组。采用有限分析法将非线性耦合方程组解耦,寻求局部解析解再转化为全局数值解。设计小尺度实际模型在多点荷载作用下的内力和变形的实验。最后给出相关算例。     

大型静电除尘装置主体钢结构的有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对某型号静电除尘装置主体钢结构建立有限元模型,并对模型进行了有限元分析,研究了在各种载荷共同作用下主体结构应力(应变)以及位移(变形)情况。结果表明,分析计算具有较高的精度,所建模型和采用的计算方法合理,可进一步用于电除尘器结构的优化设计。     

具有任意梯度分布函数的梯度板的三维热弹性

研究任意梯度分布函数的功能梯度板的三维热弹性问题.从正交各项异性功能梯度材料板热弹性力学的基本方程出发,假设材料参数沿板厚方向的梯度分布函数是任意的,基于状态空间法,获得了板在上下表面作用热/机荷载时的Peano-Baker级数解.通过数值算例,研究了级数解的收敛性以及不同的材料梯度分布对板位移、应力和温度场的影响.