基于线性调整理论分析Levy型索穹顶体系初始预应力及结构特性

提出一种应用线性调整理论求索杆体系初始预应力的方法.该方法可以在不考虑结构刚度的前提下,求解多自应力模态索杆体系的初始预应力.而且大大简化了计算工作量.将该方法应用于求解Levy型索穹顶体系的初始预应力问题,并在此基础上分析了该体系的结构特性.结果表明,运用该方法可以求解Levy型索穹顶体系的初始预应力,而且结构特性分析对今后的结构设计具有一定的指导意义.     

Kiewitt型索穹顶结构的找力分析方法研究

以具有多个整体自应力模态的Kiewitt型索穹顶结构为研究对象,对单整体自应力模态索穹顶结构找力分析的比值更新法进行改进,提出了适用于Kiewitt型索穹顶结构的找力分析新方法,并以算例进行了验证.通过指定关键组件,分别对其施加预应力进行迭代计算,应用基于最小二乘的模态误差分析方法,将计算结果与奇异值分解法所得结果进行对比,发现:改进的比值更新法精度高,相比奇异值分解法,其得出的结果均为整体可行的自应力模态,即索受拉、杆受压,力学意义明确,为该结构的预应力确定提供了新的思路和解决方法.     

幕墙支承体系双层索结构初始预应力分布

双层索结构是指由张力索和压杆组成的、具有预应力自平衡的新颖结构体系.初始预应力分布的计算是双层索结构受力分析的基础.在讨论双层索结构静动定体系特性的基础上,利用平衡矩阵提出了一种求解双层索结构初始预应力分布的线性化方法,并编制了相应的电算分析程序.算例表明该方法计算简单,易于被工程设计人员采用.     

索穹顶结构的发展及常见形式研究

索穹顶结构是体育建筑中普遍采用的一种结构,笔者基于多年的工作经验,在参考大量国内外相关文献的基础上,分析了空间张力结构体系的基本概念和发展现状,并以此为基础,分析了最具代表性的索穹顶的发展现状和常见结构形式,全文体现的是笔者对索穹顶结构形式的理解,相信对从事相关工作的同行有着一定的参考价值和借鉴意义。     

大跨空间结构的新型式—张拉索穹顶结构

从工程背景和研究特点出发，简单介绍了张拉索穹项结构体系的研究重点和发展方向，对国内外学者所关注的若干基本理论和应用问题以及索穹顶的结构成形及分析方法进行了扼要叙述。     

蚁群算法在自适应索穹顶结构内力控制中的应用

为调控索穹顶结构形状、提高刚度、减少内力,在索穹顶结构中装入了能够改变构件长度的作动器.以结点位移、容许应力、作动杆作动范围为约束条件建立内力优化模型,目标是使结构工作状态系数f最小.利用蚁群随机搜索算法求出该优化模型的最优解.最后以一平面索穹顶结构为算例进行计算,验证了本算法的可行性及控制效果.此算例根据作动器安装位置的不同,分11种工况分别讨论控制效果.结果表明,蚁群随机搜索算法易于收敛,可以得出较好解;各工况的内力均不同程度地实现了优化,其中在内圈斜索设作动器的工况下,内力的优化效果最好;索穹顶结构通过杆件长度的调整,可达到形状调整、受力最优的目的.     

索穹顶的新形式及力学计算

索穹顶结构是张拉整体思想下产生的新的结构形式,目前应用较多的主要只有Levy型和Geiger型两种形式,但是索穹顶的形式是具有多变性的,本文首先介绍四种新形式索穹顶来说明索穹顶在平面立面上的形式变化,并通过ANSYS软件对四种新形式索穹顶进行初始预应力计算和模态确定,最后说明四种新形式的索穹顶的可行性。     

玻璃幕墙索桁架支承体系工作状态设计

点支式玻璃幕墙近年来得到了很快的发展。索桁架支承体系是点支式玻璃幕墙发展的要求和趋势。索桁架的分析和计算 ,共有三种不同的状态 :零状态、初始态、工作状态。利用有限元的理论推导了索桁架的几何非性线有限元方程 ,并编制了相应的电算分析程序 ,建立了一种索桁架的工作状态设计方法。算例表明提出的方法是可行的、实用的。     

圆形平面轴对称索穹顶结构成形后的刚度计算

根据文献１滑移索单元迭代计算的基本思想,针对脊索呈辐射状分布的轴对称索穹顶结构,提出了成形后的刚度计算方法。利用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法建立了受压桅杆及拉索的大位移切线刚度矩阵,基于虚功原理建立了索穹顶结构的非线性静力平衡方程,给出了滑移索单元计算的基本公式、方法和步骤,并进行了实例计算。结果表明,方法是可行的,可供设计和施工时参考。     

带弹性支撑的膜结构找形分析

针对一般的索膜结构找形时将与边界支撑相接处的索膜节点按固定节点来进行计算,没有考虑支撑结构在该节点的位移,使找形结果与实际有一定差异这一问题,在索膜结构的力密度法找形基础上,对找形过程中索膜结构与其边界支撑结构的相互作用问题进行了分析,并编制了相应的计算程序．最后通过2个算例证明了文中方法的可行性．     

大跨度索穹顶结构风振响应的频域分析

建立了考虑和不考虑上覆膜影响的两个有限元分析模型,针对一工程实例,进行了结构的模态分析以及风振响应的频域分析,得到了结构的脉动风振位移响应根方差.结果表明:参振模态的适宜取值随跨度的增大而增大;对于跨度100m以上的类似索穹顶结构,建议所选的参振模态数不小于450;CSM体系索、立杆节点的动位移根方差小于CS体系;CSM体系中膜面的耗能作用不可忽略;在风荷载作用下,CSM体系的脉动风能大部分由膜面耗散;对于跨度较大的索穹顶结构,顶部索膜结构对整体结构的风振响应有明显的影响.     

基于DTR技术的山体滑坡监测系统设计

山体滑坡给人们的生命财产带来巨大损失，提出了基于DTR技术的山体滑坡检测监视系统；当同轴电缆发生变形时，它的特性阻抗将发生变化，向同轴电缆发送测试电磁脉冲，当测试脉冲遇到电缆的特性阻抗发生变化，就会产生电磁波，通过测量反射电磁波的传输时间就知道发生阻抗变化的位置，即山体内部结构变化的地方，及时掌握山体的运动情况。     

基于耦合概率法的空间杆系结构失效概率分析

结构失效概率的量化计算是预测结构剩余寿命的重要途径之一.以结构三阶耦合失效理论为基础,通过应力变化率法和杆件移除法相结合评价单元杆件失效模态的相关系数,建立了一种空间杆系结构失效概率计算的新方法.首先采用耦合概率法分析得到结构在不同子系统破坏模式下失效概率上界与下界的表达式,并与泰勒展开法进行验证比较分析.同时进行六角星型穹顶结构破坏实验,最后通过应力变化率法分析结构加载破坏全过程的杆件内力时程曲线,总结出六角星型穹顶结构破坏与耦合失效概率区间的变化规律.结果表明,耦合概率法能够很好地展示多子系统间的组合失效结果,将多维积分转化为一维积分,具有较高的计算精度的同时仍具有很好的适用性,可用于计算空间杆系结构失效概率区间,预测结构破坏模态并量化评价结构可靠性.     

葵花双撑杆型索穹顶预应力及多参数敏感度分析

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等参数做了72个算例,并验证了预应力态索杆内力计算公式是精确解.分析结果表明,结构预应力态时索杆内力从内圈向外围是成倍递增的;下弦节点位置沿竖向与水平向发生改变后,均使预应力态索杆内力发生较大的变化;矢跨比在0.1～0.2范围内时,矢跨比对索杆内力的影响较小;说明了结构矢跨比、结构中部是否开孔属非敏感性参数,而下弦环索数、下弦节点位置则属敏感性参数,在进行结构设计时应重点考虑.该结构形式的提出为索穹顶的选型、设计计算和施工提供了新方案、新思路.     

基于有限元法的XLPE电缆载流量计算及其影响因素分析

根据传热学和有限元基本原理,利用土壤区域划分法,建立了一种基于有限元法的XLPE电缆载流量计算模型,能够按照土壤热阻系数的不同对XLPE电缆周围土壤区域进行划分。根据XLPE电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了XLPE电缆内部各层的温度分布情况,并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明,相对于IEC60287中的热路法,该模型不仅计算结果准确,而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出了不同影响因素对电缆载流量的影响规律,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

悬索结构关心截面内力,位移的调整

在大跨径悬索结构的设计和施工中经常要通过对悬索内力的调整来使一些关心截面的位移值达到指定值，本文提出用结构变更定理生成影响矩阵，概念清楚，简便易行．算例表明结果令人满意．     

肋环型单层曲板网壳结构的风振响应及等效静风荷载

分析了肋环型单层曲板网壳结构的风荷载和风振响应,并对采用不同方法计算结构等效静风荷载的精度进行了比较.风洞试验结果表明:肋环型单层曲板网壳结构屋面主要受负风压作用;但在90°风向角下,由于体育馆受前方入口建筑的影响,屋盖边缘局部出现正风压.风振响应分析结果表明:有多阶振型参与结构的风致振动,高阶模态影响不可忽略;为保证结构表面所有节点位移准确,结构的模态耦合项不能忽略.但如果只保证较大位移处的准确性,忽略模态耦合项的SRSS方法也是可取的.利用LRC惯性力法和改进LRC方法计算肋环型单层曲板网壳结构的等效静风荷载,可以保证所有风向角下节点的最大位移等效,但不能保证所有节点的位移等效.     

斜拉桥索力检测中受减振器影响的等效索长计算方法

为寻求考虑减振器影响的斜拉桥索力计算方法,本文提出了受减振器影响的斜拉索等效索长这一概念,讨论了减振器与等效索长之间的关系,分别导出了基于RITZ法和弦振动理论的等效索长计算公式及其适用范围,给出了完整实用的等效索长计算方法,从而可求解更为精确的索力值;算例验证了通过等效索长求解索力的正确性和可行性。     

城市生态系统网络稳定性的理论计算与分析

为了计算城市生态系统网络的稳定性,分析了城市生态系统网络的构成特点,确定了以网络基元为基本分析单位的网络稳定性计算思路,定义了标准网络基元及网络基元与网络整体稳定性的计算方法.虚拟生态系统网络样例计算证明该方法可行,并具体计算了实际三线城市生态系统网络的稳定性,计算结果合理.     

鞍山体育中心劲-柔索张拉穹顶屋盖优化设计

采用北京交通大学研究开发的劲-柔索张拉穹顶结构应用于工程实践尚属世界首次.以鞍山体育中心训练馆的工程为例,论述了该结构系统工程设计中的结构选型、结构分析及优化设计.结果表明,采用新型结构优化后经济性能和受力性能均得到提高.所提出的适合于此种结构的优化设计方法为该结构的推广应用积累了宝贵的经验.