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.     

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。     

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.     

折线型配索施加预应力加固梁时预应力值的一种确定方法

采用折线型钢索对原梁施加预应力使原有挠度回复是常用的加固方法之一。文章在进行转向挡板与钢索之间摩擦力的计算和分析挡板两端索力所产生的合力对原梁影响的基础上 ,将折线型配索预应力梁的受力模型进行了简化。并推导了确定预应力的公式     

Geiger型索穹顶的优化设计

基于平衡矩阵理论,采用MATLAB软件,对索穹顶进行自应力模态分析,得到索穹顶的初始预应力.采用Hooke-jeeves,Pointer与NSGA II等优化算法,利用ISIGHT集成ANSYS有限元软件,对索穹顶的整体预应力水平与总重量进行优化设计.优化结果表明,索穹顶的整体预应力水平与总重量在满足设计的条件下,得到较为明显的降低,多目标函数优化结果比单目标函数优化结果更好,可为工程设计提供参考依据.     

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。     

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.     

平面预应力索拱结构可靠度计算方法及参数分析

鉴于平面预应力索拱结构功能函数的复杂性,文章采用响应面法计算索拱结构的可靠度,分析了多种随机变量参数对结构可靠度的影响,得出了类似结构的分析方法。     

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。     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

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.     

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     

临时水平预应力索在V型斜腿施工中的应用

广珠城际控制工程小榄水道特大桥为(100 220 100)m的V型刚构-拱组合桥,为防止V型斜腿根部发生开裂,施工中采用了临时水平预应力索与斜腿外部支架共同作用,对预应力索尽量均布的方法,施工结果显示,采用临时水平预应力索张拉来控制斜腿变形和调整斜腿应力分布,很好的解决了V型斜腿根部开裂的问题。同类型桥梁的V型斜腿施工时,都可采用此种临时拉索布置及张拉方式,应用前景广阔。该文主要对水平临时索的布置和张拉过程作以介绍和总结,为类似工程提供参考。     

确定预应力混凝土斜拉桥恒载初始索力的方法

在设计预应力混凝土（P.C.）斜拉桥时,确定斜拉索在恒载作用下的初始索力值是一项重要和困难的任务,设想用力的平衡概念导出一种以斜拉桥主梁为相应刚性支承连续粱产生的弯矩为目标的初始索力的确定方法,同时考虑预应力钢筋的作用,改进了以往常用的零位移法的一些不足之处,通过实例计算表明该方法是实用和有效的     

预应力的程序计算方法

针对工程实践中常用的预应力钢束布置形式,推导了预应力钢筋回缩影响长度的数值解法和预应力等效荷载的一般计算式.计算机编程实现了预应力钢筋回缩影响长度和预应力等效荷载的计算,并通过算例对程序进行了验证.     

体外索预应力的发展

体外索预应力被广泛应用于现代土木和桥梁建设的预应力工程中,它主要是为工程寻求结构轻型化提供了新的解决方法,大大的缩短了工期,节约了成本。该文着重介绍体外索预应力的两种状况在锚固、索体组成、施工工艺及后期维护方面的发展情况。     

预应力CFRP布加固混凝土梁的抗弯承载力计算

根据预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的不同受力阶段,给出了各阶段预应力碳纤维布应变和应力的计算方法;根据混凝土结构设计规范,提出了预应力碳纤维布加固有初始荷载的钢筋混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,并给出了公式的适用条件和计算方法。     

拉索失效对多重四边环索-张弦穹顶的影响

多重四边环索-张弦穹顶结构作为一种新型的索支穹顶结构,拉索失效会对屋盖结构受力产生较大影响.以全国首座三重四边环索-张弦穹顶屋盖(福州海峡奥林匹克中心体育馆屋盖)为研究背景,研究了拉索失效对于此类新型索支穹顶结构的竖向刚度、构件内力及极限承载能力的影响规律,并评估单根拉索失效后屋盖结构的安全性.分析结果表明:拉索失效均会引起屋盖显著下挠,各种工况中外环索失效会引起最大的屋盖下挠,但是,不同拉索失效后屋盖竖向变形分布规律相差较大;外环索和张弦索的失效会引起相邻拉索索力不同程度的增大;外环索与张弦索的相互影响大于各环索之间的相互影响;不同位置的拉索失效均会引起屋盖极限承载能力下降,外环索失效引起结构极限承载力下降最显著;"仅单侧张弦索失效"会引起较"两侧张弦索均失效"更不利的屋盖挠度和极限承载力.总之,外环索失效为最不利拉索失效工况,会引起屋盖最大挠度增大134%,张弦索索力增加11.7%,极限承载力减小35%.但是,剩余整体屋盖结构仍具有一定的安全性.