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.     

模拟植物生长算法的结构优化新机制

作为一种新型启发式智能优化算法,模拟植物生长算法(PGSA)建立以植物向光性机理为基础的生长动力模型,以形成向全局最优解迅速生长的搜索机制.针对大规模复杂优化问题中生长空间大、设计变量多、可能存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点,基于PGSA基本原理,提出了3种新的算法改进机制——可生长点集合限定机制、新增可生长点剔除机制以及混合步长并行搜索机制,并通过典型数学和桁架结构算例分析对提出的改进算法的效果进行验证.结果表明:可生长点集合限定机制能有效控制生长空间规模,具有较强的局部搜索能力;新增可生长点剔除机制通过与前者的结合,为PGSA提供了有效的算法终止机制;混合步长并行搜索机制在生长前期便具备优异的全局搜索能力,能快速获取到最优解范围.所提出的新机制显著提升了PGSA算法优化的有效性及适应性,从而为结构优化问题提供了新思路.     

新型套扣式钢管脚手架节点的水平向抗压性能

相比传统脚手架,新型套扣式钢管脚手架在安全、经济和便利上具有优势,但因相关理论研究尚不完备,从而影响了其进一步推广使用.文中以该新型套扣式钢管脚手架节点为对象,进行了3种不同工况下的水平受压承载力试验研究和有限元分析.结果表明:试验数据与有限元模拟值基本一致,3种工况下随着水平受压荷载的增大,套扣节点的变形均线性增加,随后节点受压屈服,表现出明显的非线性特征;其中节点在单向受压和双向非对称受压下破坏形式表现为立杆弯曲破坏和钢管截面压瘪,而双向对称受压下为节点处立杆钢管压瘪,水平杆端接头与十字套扣连接松动;表明节点的抗压刚度和受压承载能力与其受荷方式直接相关.在此基础上,对节点的抗压参数进行了系统分析,得出立杆长度对节点受压承载力影响最大,而十字套扣、水平杆端接头厚度的影响很小.由此,提出了基于立杆长度的节点水平向抗压刚度模型.     

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.     

某切边不规则凯威特单层球壳结构非线性屈曲分析

以某切边不规则凯威特单层球形网壳作为研究对象,研究由于开洞而造成的不规则、支承拱梁水平刚度和竖向刚度的变化、活载的非对称分布、初始几何缺陷、几何非线性以及材料弹塑性对网壳非线性屈曲性能的影响,并采用有限元软件ANSYS对此结构进行非线性的荷载-位移全过程分析。研究结果表明:与完整球壳相比,切边球壳的稳定性能大幅度下降;与水平刚度相比,拱梁的竖向刚度对稳定性的影响较大;按一致缺陷模态法得到的稳定承载力系数,往往不是最小;初始几何缺陷值取跨度的1/400较适宜;材料非线性对切边球壳稳定性的影响较大;活载的非对称分布对本结构的稳定性并无不利影响。     

上海和平公园海豚馆膜结构工程设计与分析

以上海和平公园海豚馆结构工程为例，介绍了膜结构的设计与分析及有关参数的选取，包括找形分析、膜内力分析、着重讨论了初应力取值、膜面各工况荷载对结构的影响，并提供了膜材的裁剪、节点设计等应用方法。本文对类似工程的设计与科研有一定的参考意义。     

CFRP约束损伤钢筋混凝土的轴压性能

设计了29个不同配箍率、CFRP层数及预损伤水准的钢筋混凝土(RC)方柱试件进行轴压试验;通过对试验数据的回归分析,提出了CFRP约束损伤钢筋混凝土的受压本构模型.结果表明:外包CFRP能有效地恢复甚至提高损伤钢筋混凝土的轴压强度及延性,其加固效果随CFRP用量的增加及预损伤水准的降低更为显著;损伤钢筋混凝土的弹性模量则随着损伤水准的增大而减少;反复荷载作用下,CFRP约束损伤钢筋混凝土的应力-应变曲线的包络线与单调荷载作用下的应力-应变曲线基本重合;文中提出的模型预测与试验数据高度吻合.