雜交空間結構的預應力全過程分析方法

以武漢長江防洪模型試驗大廳為工程背景,提出一種新型的雜交空間結構體系:拱支預應力網架結構。結合該結構體系的特點,從索初始形變的角度出發(fā),建立了該結構的剛度法理論,并提出了預應力全過程分析的混合影響矩陣法、循環(huán)迭代逼近法、索初始形變\"順序分析法\"以及索張拉力\"順序分析逆迭代法\"等方法,形成該結構預應力全過程分析的完整理論,不僅適用于拱支預應力網架結構,也適用于其它類似的雜交空間結構。最后,通過長江防洪模型試驗大廳工程實際算例驗證了該方法的準確性和有效性。

針對某科學中心主樓展廳區(qū)的超大型空間鋼結構,采用有限元軟件對展廳區(qū)大跨度空間鋼結構的施工進行了全程動態(tài)模擬分析,預測了施工中可能出現(xiàn)的最大應力及變形,建議了施工過程的關鍵階段,以期為保證實際施工過程的安全奠定了一定的基礎。

針對預應力空間結構設計要求為目標位移的情況,研究結構實際狀態(tài)與理論分析模型存在較大差異時預應力施工方案的決策分析方法。以索力、位移遞推公式為基礎,建立了仿真預應力施工過程的遞推系統(tǒng),該系統(tǒng)包含四類參數:結構初始狀態(tài)、張拉力方案、索力與位移影響矩陣、張拉完成后的結構狀態(tài)。利用施工過程中的索力-位移觀測數據可計算出系統(tǒng)狀態(tài)參數影響矩陣,然后基于遞推系統(tǒng)的并行計算,提出了基于索力-位移觀測值的預應力施工方案決策方法。利用矩陣分析軟件matlab,編制了遞推系統(tǒng)及決策方法的實現(xiàn)程序,并結合有限元分析軟件ansys對工程算例進行了模擬分析。結果表明:利用本文方法可求得下一次循環(huán)補拉完成時達到設計要求位移狀態(tài)的張拉控制力方案,從而保證預應力施工達到設計要求。

本文基于最小勢能原理,給出了預應力索梁組合結構中的索、梁單元增量形式的獨立平衡方程,建立了有限索元的非線性平衡迭代列式,利用其分析了一預應力索梁結構成型過程中的幾何非線性問題,并對預應力索梁結構進行了非線性有限元的數值模擬。結果對比表明,該理論分析方法能夠準確有效的考慮該結構中的非線性問題,為此類結構現(xiàn)場成型過程提供了一種快捷、可靠的非線性理論分析方法。

預應力鋼結構空間結構體系——在空間鋼網格結構中宜于進行整體預加應力，因此拉索的布置都是采用廓內或廓外的整體布素方式。

撐桿式預應力壓桿以其優(yōu)異的結構性能,在追求造型美觀的空間鋼結構中的作用明顯,目前國內應用較少。通過對青島北站空間拱架結構中大型撐桿式預應力壓桿結構施工過程的研究,從中心桿精度控制、索系目標索力實現(xiàn)、同軸異面耳板安裝3個重、難點方面進行分析,結合理論計算與實際施工,總結出一套具有針對性同時又具有普遍意義的預應力壓桿施工方法,對于其他類似工程具有較好的借鑒意義。

索穹頂結構的預應力張拉施工成形過程分析一直是國內外學者研究的熱點和難點.本文結合國外已有工程預應力張拉施工方法和國內相關研究成果介紹,以一跨度為122m的索穹頂結構為例,提出了包括逐圈斜索張拉法、僅外圈斜索張拉法、逐圈豎桿頂壓法、僅外圈豎桿頂壓法、逐圈環(huán)索張拉法、僅外圈環(huán)索張拉法、逐圈斜索原長安裝法等七種預應力張拉施工方法,并采用動力松弛法對采用各種預應力張拉施工方法進行施工模擬全過程分析,為實際索穹頂結構工程的張拉施工提供理論依據和技術支持.

研究目的:通過建立施工全過程時效和路效分析的三維非線性模型,對大跨度v形連續(xù)剛構拱組合結構橋的施工全過程空間受力特性進行研究,解決以往的橋梁設計和施工監(jiān)控采用的計算方法不能有效分析混凝土箱梁的剪力滯、扭轉和畸變等引起的截面應力分布不均勻問題。研究結論:分析了大跨度v形連續(xù)剛構拱組合結構橋施工全過程主梁截面頂板縱向正應力、橫向壓應力、腹板剪應力等截面空間應力分布和變化規(guī)律,其表現(xiàn)在:主梁截面頂板縱向正應力沿橫向分布呈顯著的不均勻性,剪力滯效應明顯,與初等梁理論的預測值相異;主梁橫向壓應力普遍不大,且頂板應力分布不均勻程度大于底板;單箱雙室截面梁三腹板剪應力分布連續(xù)變化,且中腹板的剪應力略大于邊腹板剪應力,整體具有較好的規(guī)律性;施工全過程主梁縱向正應力包絡線體現(xiàn)了最大拉應力和最大壓應力的施工工況,為施工控制提供了理論基礎。

大跨度復雜結構橋梁施工全過程結構空間受力特性研究——研究目的：通過建立施工全過程時效和路效分析的三維非線性模型，對大跨度v形連續(xù)剛構拱組合結構橋的施工全過程空間受力特性進行研究，解決以往的橋梁設計和施工監(jiān)控采用的計算方法不能有效分析混凝土箱梁...

大型商場由于可燃物多、人員密度大,一旦發(fā)生火災勢必造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。因此,大型商場的抗火設計顯得尤為重要。作為一種扁平類大空間建筑,大型商場的火災機理不同于一般的大空間室內火災。結合上海市第一百貨商店老大樓混凝土框架結構對扁平類大空間商場建筑進行火災模擬,分析商場空間及結構內部的溫度場過程,并對火災下整體結構的安全性進行分析,初步建立了扁平類大空間建筑在火災作用下的全過程分析方法。

地震會產生次生災害,為解決災后避難問題,本文擬對既有大空間結構進行加固,根據pkpm軟件計算出增大截面法和增設鋼支撐法對大空間建筑抗震加固的效果并進行分析。通過工程實例計算及分析,表明增大截面法無法顯著提高原結構的抗震性能,且不符合綠色環(huán)保的設計理念,而增設鋼支撐法可明顯提高結構的抗側移能力,故采用鋼支撐加固法對實例體育館進行加固改造更為科學可行。

深基坑環(huán)梁支護結構空間分析方法的研究——引入空間樁單元和空間曲梁單元，把深基坑支護結構中的環(huán)梁支護結構體系假設為帶樁和環(huán)梁的空間框架。建立了簡化的三維桿系有限元模型，并編制了相應的計算程序。工程實例的計算結果表明，本文提出的計算方法較為合理，...

近年來世界各地地震頻繁發(fā)生，震后房屋倒塌損壞嚴重，人們無處安身避難，會導致更多的次生災害發(fā)生。為解決大

空間預應力索摩擦損失的簡化計算方法——文介紹了空間預應力索摩擦損失的計算公式，并為在空間狀態(tài)下預應力錨索的包角和弧長計算，提供了一種簡潔實用的計算方法?！　?/p>

空間預應力束伸長量的簡化計算方法——結合實際工程，對曲線形梁橋空間預應力束的伸長量計算進行了探討，并針對目前空間預應力束伸長量計算中的不足之處，在同時考慮豎彎和平彎產生預應力損失的基礎上，提出一種簡化計算方法，實踐證明該方法方便有效，計算精度...

空間鋼作為時代的代表產物之一，進入人們的視線內，在經濟快速發(fā)展的現(xiàn)代社會，為滿足人們日漸提高的價值觀和消費觀，各企業(yè)不斷進行技術革新和設備改造，不斷研發(fā)出科技含量高的新材料，在質量達標的基礎上，在美觀效果上大大提高，這時性能顯著的空間鋼問世，加速了我國鋼領域的發(fā)展，在國際上達到較高水準。

預應力梁弦結構最佳預應力的非線性分析方法——本文對預應力空間梁弦結構,在考慮幾何非線性影響下的預應力施加優(yōu)化問題進行了探討;提出了便于數值分析的“節(jié)點外力實功最小”的梁弦結構最佳預應力確定準則,采用桿系大位移非線性有限元,并參考文獻中的張力系數法...

對某大跨斜拉空間結構預應力拉索施工制定相應的張拉方案,通過對張拉施工過程進行仿真計算,驗證了方案的可行性.對施工過程的監(jiān)測方法和監(jiān)測內容進行研究,以對施工過程進行有效控制.分析表明:預應力施工的現(xiàn)場監(jiān)測結果與理論計算結果較吻合,表明結構的預應力施工過程處于可控狀態(tài),計算模型與實際工程較為接近,驗證了理論分析的可靠性.

對某大跨斜拉空間結構預應力拉索施工制定相應的張拉方案,通過對張拉施工過程進行仿真計算,驗證了方案的可行性。對施工過程的監(jiān)測方法和監(jiān)測內容進行研究,以對施工過程進行有效控制。分析表明:預應力施工的現(xiàn)場監(jiān)測結果與理論計算結果較吻合,表明結構的預應力施工過程處于可控狀態(tài),計算模型與實際工程較為接近,驗證了理論分析的可靠性。

利用有限元分析軟件ansys對容積為10m3、不同寬深比(0.5、1和2)、不同壁厚(12、16、21、27、31和36mm)的中空pvc板材纏繞式水窖進行空間結構應力分析,以造價最低為目標函數對容積為10m3、寬深比為1、窖壁厚為12mm的水窖進行優(yōu)化設計。分析結果表明,圓柱形水窖的拉壓應力集中在水窖底部,空載為最不利工況;寬深比為2、水窖壁厚為31mm和36mm時,在最不利工況下受到應力滿足要求。水窖優(yōu)化設計得出,窖壁厚度為12mm,底部增加厚度為27mm,高度為382mm的圍箍,符合強度與剛度要求且造價最低。以此計算結果,可現(xiàn)場制作pvc板材纏繞式水窖。

隨著我國臨空經濟的持續(xù)發(fā)展,航空城逐漸成為區(qū)域空間發(fā)展中新的增長極,推動著機場地區(qū)的城市化進程.通過對國內外航空城的發(fā)展概況進行歸納總結,研究航空城在空間演進過程中存在的自身規(guī)律,進而對航空城空間結構演進過程中的動力機制以及演進路徑進行詳細分析,并以上海虹橋商務區(qū)及其周邊的大虹橋區(qū)域為例進行實例驗證.

空間結構中的混沌現(xiàn)象——文中介紹了結構工程中長期困擾科技工作者的一些理論和實際問題,這些問題的提出已有二百多年歷史。但多年來一直未能好解決且疑竇叢生。如結構的穩(wěn)定問題,理論上能解決的只是簡單構件和典型的連續(xù)體板殼的穩(wěn)定問題。實際工程中復雜結構的...