不同支座约束下网架结构的动力特性对比

为了论证网架在设计时应与下部结构进行整体计算的必要性,以三种支撑下(刚铰支座、弹性支座和柱子支撑)的双层正放四角锥矩形网架为研究对象,应用ANSYS对多个网架结构的挠度、压杆、拉杆进行对比研究,得出如下结论:刚铰支座与弹性支座、整体分析网架的杆件动静力分布规律截然不同,必须考虑下部结构刚度对网架杆件受力的影响,不可简单地简化为刚铰支座,否则设计极不安全; 以弹性支座网架模型代替整体分析网架模型有一定的可行性,二者在内力分布及大小较相近,但也有不少杆件应力偏差较大.     

湖南工程学院体育馆网架屋盖的应用及受力分析

网架结构是各种空间结构中发展最快、应用最广的一种结构形式。以湖南工程学院体育馆网架屋盖为工程实例,采用桁架理论建立网架屋盖结构ANSYS有限元模型,结合该工程结构的实际受力状态、几何特性以及边界条件,对模型进行加载计算和受力分析。通过模拟各杆件的内力和变形,可以确保网架满足设计要求。采用ANSYS对工程实践中的网架结构进行有限元模拟分析是可行的。     

张弦梁结构弹簧简化分析

将张弦梁结构的上弦模拟为为曲梁,撑杆和下弦索的作用模拟为弹簧支座,探讨了其刚度变化对上弦曲梁受力性能的影响,分析了张弦梁结构的简化计算方法。     

海洋工程浮式网架结构数值模拟

网架结构具有重量轻、工业化程度高、整体强度刚度大、制造施工方面等特点,随着海洋技术的发展,逐渐被应用于海洋工程中。通过对公共建筑和工业建筑中广泛应用的网架结构进行选型分析,选定浮式正放四角锥网架结构为计算模型,利用有限元ABAQUS软件进行力学建模和数值模拟,通过AQUA海工模块施加海洋环境荷载,根据应力的大小和应力最大值出现的位置分析海洋环境荷载对结构局部构件影响,并分析结构整体的受力特性。     

网架结构抗火性能受支座约束的影响

常温下基于有限元法的网架分析设计程序较多,但均未考虑高温下钢材物理性能和力学性能的变化,以及支座约束对网架受力性能的影响.为了较真实地模拟网架在火灾中的力学行为,在ANSYS有限元分析程序的单元库、材料模型库基础上,构建符合网架结构力学模型和进行瞬态热分析的数值分析模型,并验证该数值分析模型对网架在火灾中力学反应分析的准确性,为研究网架结构在火灾中全过程反应提供切实可行的分析工具.     

中小型火车站站房屋盖结构简化计算方法

中小型铁路车站站房候车大厅常采用上部为正放四角锥网架屋盖,下部为钢筋混凝土框架结构的结构体系.以沪昆高铁平坝南站站房为例,采用3D3S结构设计软件分别建立了站房整体模型与网架单独模型.通过在下部简化结构模型的各柱顶施加单位水平力,计算下部结构柱顶的水平刚度,引入这一刚度进行网架单独建模.对比分析了网架结构单独模型与整体模型的跨中挠度、支座反力和杆件轴力.研究表明,提出的单独网架模型与整体网架模型相比,网架结构受力性能非常接近,下部结构支座反力的偏差也在可接受范围内,验证了引入下部结构刚度的网架结构简化计算方法的合理性.     

铰支构件受压试验中支座刚度对试验结果的影响分析

受压试验中常用铰支座来模拟理想铰接的边界条件,由于铰支座与构件刚度不同,导致实际试验为不等刚度杆件加载.本文旨在对比等刚度模型与两端不等刚度模型的极限承载力和变形.先从理论方面进行了初步分析与预测,然后用数值的方法进行求解,印证了理论分析的正确性.结果表明上下支座处的支座刚度对构件的整体稳定性力学性能没有明显影响.     

网架结构支座对内力影响的研究

通过某网架在混凝土结构整体模型与单独模型中不同支座假定对内力影响的对比,总结得出网架与下部混凝土结构整体建模与单独分析对内力的差异。确定何种情况单独分析网架与整体分析中内力差异在工程中可以忽略,以及网架支座设置方式不同的优劣讨论,最后通过模拟个别支座失效,定性研究网架内力重分布。     

多跨网架在工业厂房中的应用

本文就网架结构中增加少量支承点以节约钢材、降低造价进行了论述，并就网架结构选型、支座边界条件的选择和施工中网架杆件的代换提出了建议。     

基于温度效应的桥梁结构模型非线性边界条件参数识别

超静定桥梁结构的温度作用效应会导致桥梁支座变形过大甚至破坏等损伤,从而使桥梁结构支座等局部构件进入非线性.而桥梁结构的温度效应本身又与其刚度和支座边界条件密切相关,因此在进行桥梁结构温度效应的模拟分析中,需要确定桥梁结构的非线性边界条件的参数,从而建立温度效应分析的可靠模型.通过对不同温度模式作用下的具有非线性平动和转动边界条件的梁式结构的温度效应分析,揭示了非线性边界条件参数与结构位移和应变温度效应的关系,并依此建立基于温度作用效应的优化目标函数,通过基于函数梯度的优化算法来实现非线性边界条件参数的识别.根据一座系杆拱桥的实测数据,验证了基于温度效应的边界条件参数识别方法的有效性.     

某空间钢屋架支座节点设计与施工控制

网架结构是一种应用范围很广的结构形式，主要用于体育馆、俱乐部、展览馆、影剧院、车站候车大厅、餐厅、食堂、仓库和飞机库等，其特点是结构刚度大、整体性好、抗震能力强。本文针对某工程钢屋盖结构的支座设计进行了受力分析，采用支座底板开椭圆孔允许结构沿推力方向产生线位移的设计方案，计算分析与工程应用表明，该支座节点构造简单，施工方便，有一定的工程适用性。     

板式橡胶支座的水平位移特性

为研究曲线梁桥板式橡胶支座在实际运营过程中的受力特性和水平位移发展规律。通过Abaqus建立矩形板式橡胶支座GJZ 500×600×130的有限元模型，对比模型与理论计算的剪切刚度说明了模型的正确性，基于此模型进一步对支座在单次和多次循环位移加载作用下来研究支座水平位移变化规律，然后考虑曲线梁桥板式橡胶支座实际受力情况进行加载，研究支座在变化的竖向压力荷载作用和考虑静动摩擦转变等情况下的位移变化特性，并分析了支座在长期重复荷载作用下的残余变形的发展规律。结果表明：通过此方法建立的支座有限元模型能够较好地模拟支座与上部结构之间的摩擦行为，精确的计算支座的剪切变形和滑动位移；动态的竖向压力作用对支座剪切变形阶段基本不受影响，但对滑动变形阶段有较大大的影响；支座由静摩擦转变为动摩擦时，其水平力和剪切变形会突然减小；支座的残余变形会随着加载次数的增加而累积增大，但增长幅度随着加载次数增长而减小。     

展览厅双层柱面网壳结构的设计与性能研究

以展览厅双层柱面网壳结构设计为工程背景,对双层柱面网壳的结构选型进行了详细论述研究了跨度、矢跨比对总造价的影响,并对计算方法、温度应力和支座水平推力的处理进行了探讨,分析了双层柱面网壳的受力特性与支承结构刚度的相互关系,得出了一些有益的结论和建议。     

大型复杂钢结构球型铰支座的力学性能——轴压荷载下的转动性能

钢结构球型铰支座具有承载能力高、传力可靠、转动灵活(万向铰)、适应节点大位移大转角需要等优点,但在各种荷载组合作用下,支座节点受力较为复杂,且对整体结构的受力安全有着非常重要的影响.文中以广州白云国际机场扩建工程二号航站楼的大吨位复杂钢结构球型铰支座为例,进行足尺原型试验及有限元模拟分析,研究其在轴压荷载下的转动性能,并根据试验及有限元模拟结果提出了在轴压荷载下的支座转动刚度模型,用于整体结构的精细化分析.结果表明:试验数据与有限元模拟结果基本吻合,应力及变形曲线的发展趋势一致;支座的实测转动力矩小于规范规定值,其转动性能满足规范和设计要求.     

模型试验边界条件模拟研究

模型试验边界条件的模拟一直是试验的一个难点。本文以线弹性对称结构截取其半进行试验为背景,提出了用定向支座和链杆支座来解决截断处边界条件的模拟问题。并从理论分析和数值模拟两个角度证明了该方法对静力试验和动力试验均有效。     

考虑不均匀沉降的大跨网架结构地震反应分析

针对不均匀沉降对大跨网架结构地震反应的不利影响,提出在柱顶设置不同隔震支座以减小不均匀沉降下结构的地震反应.建立大跨网架结构数值模型,进行模态分析,对比其动力特性.耦合不均匀沉降与地震作用,数值分析得到未发生不均匀沉降和发生不均匀沉降的三种结构在水平地震和竖向地震作用下的动力反应.结果表明,不均匀沉降导致结构发生内力重分布,使不同类型的杆件有大小不同的附加应力;不均匀沉降增大了网架结构的地震反应,也降低了隔震效果;三维隔震支座的竖向刚度较小,能够适应不均匀沉降带来的竖向变形,且对竖向地震作用的隔震效果显著,在发生不均匀沉降时仍具有一定隔震效果,而水平隔震支座则没有.     

考虑支座振动的索力动力检测理论

为了提高索力测试精度,考虑了索的支座振动对索力测量精度的影响,以等效刚度和等效质量来模拟支座处的边界条件,以柔性索为研究对象,建立了考虑支座振动柔性索的动力分析数学物理模型,导出了索在考虑支座振动情况下的位移函数.从能量法的基本原理出发,得到了柔性索的刚度矩阵和质量矩阵,讨论了索力和频率之间的关系,并分析了支座振动对索力动力检测的影响.研究结果表明:当索两端的等效刚度较小,等效质量较大时,不考虑支座振动,索力检测出的结果将明显小于实际值;考虑支座振动的索力动力检测理论可以更精确的确定索力.该模型是动力分析的实用模型.     

套管加固前后网架结构静力学有限元分析

以某高校体育馆网架结构为工程背景,采用有限元分析软件ANSYS建立网架结构模型,分析了该网架结构在荷载作用下的静力特性,找出结构设计的薄弱环节,并对其受力薄弱点采用套管加固法对其加固,分析这种加固方法的应用范围并加以推广。     

铅芯橡胶支座单元模型的开发及验证

为了提高铅芯橡胶支座力学性能计算分析的准确性和效率,基于Open Sees有限元程序开发了相应的单元模型,综合考虑了支座双向耦合行为和圆形截面各向同性的特点,并计入压缩刚度、临界承载力随侧移的变化效应以及加载历程对于支座拉伸方向累积损伤、强度退化等性能的影响.为验证单元模型的有效性,分别针对水平双向位移控制试验、静力循环拉伸试验及隔震桥梁动力试验进行了模拟分析.结果表明,所提模型能够较为合理地模拟支座的力学特性,在单元内部考虑支座力学性能的变化效应可以较为准确地反映其在地震动作用下的响应表现,为进一步开展隔震结构地震响应分析奠定基础.     

正放四角锥网架敏感性分析及抗连续倒塌性能

为揭示正放四角锥网架的连续倒塌破坏机理,采用备用荷载路径法并结合基于构件承载能力的敏感性评价指标,对正放四角锥平板网架进行动力非线性分析,模拟了结构的连续倒塌破坏过程,分析了厚跨比、跨度和支承形式对网架结构抗连续倒塌性能的影响.分析结果表明,周边点支承正放四角锥网架结构中部下弦杆、中间支座处腹杆为敏感构件,结构中部上弦杆、中间支座周围腹杆和上弦杆为关键构件;周边支承网架冗余度指标分布规律与周边点支承网架相似,冗余度指标小于周边点支承网架;点支承网架角支座腹杆和上弦杆为敏感构件,敏感构件相邻腹杆及中间支座腹杆为关键构件.通过加强关键构件的截面尺寸,可以显著提高结构的抗连续倒塌性能.正放四角锥网架冗余度指标分布规律不随厚跨比、跨度的变化而改变,冗余度指标大小与网架厚跨比、设计应力比成正比,而与模型跨度关系不大.