金华市体育中心“一场两馆”结构设计

金华市体育中心包括体育场、体育馆和游泳馆,设计以兼做建筑外立面造型的V形混凝土柱为主要竖向承重构件,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育馆和游泳馆大跨屋盖采用双曲面双层钢网壳,体育场月牙形罩棚采用双层钢网壳+封边管桁架拱的形式。分别对体育馆环形超长混凝土结构和体育场扇形超长混凝土结构进行温度应力分析,根据应力分布规律和大小,对体育馆采用外廊设缝,对体育场看台采用径向设置诱导槽+环向框架梁设置无粘结预应力钢筋等综合措施,以有效降低混凝土收缩应力的不利影响。对大跨钢屋盖结构进行了承载力、变形、稳定性分析和管桁架节点有限元分析,采用主管局部加套管的方法改善相贯节点处的受力性能,实现了经济合理的设计目标。

基于NREL定义的5MW风力机整机的双向流固耦合计算分析

叶素-动量理论是一种基于二维平面的近似理论,未考虑三维旋转效应和非定常因素,存在一定的局限性,随着风电技术的快速发展,机组尺寸组件增加,风轮直径逐步增大,这种局限性日益突出。对兆瓦级风力机进行整机的双向流固耦合分析,在一定程度上能弥补这种局限性。基于ANSYS Workbench 2020R1软件搭建流固耦合分析平台,采用RNG k-ε模型和滑移界面技术,对美国国家可再生能源试验(NREL)定义的5MW离岸风力机进行整机的双向流固耦合分析,并将结果与单向流固耦合分析进行对比。研究结果表明:在11.4m/s的额定风速下,整机的最大应力192MPa出现在机仓与塔架的连接处;从前缘到尾缘方向叶片位移逐渐增加,呈现非线性分布;翼弦展向2/3左右处出现应力集中现象;对风力机整机进行双向的流固耦合分析,可为风力机的设计提供更加真实可靠的数值模拟结果。

联合国地理信息会址配套工程网壳结构设计研究

联合国地理信息会址配套工程采用长轴67428m、短轴52795m的单层类椭球形非规则网壳,与相邻的幕墙、屋顶楼板等结构相连,网壳结构和邻近结构外形关系复杂。从网壳结构建筑需求及网格划分、风洞试验、结构静力分析、稳定分析等方面对网壳结构进行了分析与设计。给出了网壳中部采用K8型时不同圈扩展下的多方案网格划分方案,比较了网壳特点和受力特性,为建筑师提供了选择的机会,满足了建筑师设计意蕴。网壳结构横跨主体建筑立面及屋顶平面,结构荷载规范给出的体型系数无法真实反映网壳结构受风状态,风荷载取值应按照风洞试验确定。由网壳杆件、幕墙构件、楼面梁设计形成的空间巨型桁架,不仅极大地改善了网壳结构的强度和刚度,而且还解决了屋顶大跨度楼面的设计难题。

拉索对肋环型索穹顶结构的敏感性分析

针对在施工张拉过程中索穹顶结构拉索的初始预应力值难以与设计值一致的问题,为了找出索穹顶结构中的敏感拉索以指导设计与施工,采用正交设计方法分析了拉索对结构的敏感性.通过建立L49(78)正交表,以一个跨度为50 m,承受轴对称荷载作用的肋环型索穹顶结构为例,研究了拉索对结构的静力、动力及稳定的敏感性,并与其他敏感性分析方法作了比较.分析结果表明,拉索对结构的静力敏感性明显高于对动力和稳定的敏感性,并且拉索对结构的敏感性高低与拉索的位置有关,在整个结构中以外环索最为关键,在设计与施工中必须严格控制其应力状态.

新型体育场挑篷结构的性能及工程应用研究

根据体育场挑篷结构的特点和要求,将张弦梁原理运用到悬臂结构,进而构造出一种新型体育场挑篷结构.该挑篷结构利用悬臂型张弦梁并设置后拉索,避免了柱子承受巨大的弯矩;通过设置内环梁,取消内排柱和抗风拉索,达到了无观瞻影响的目的.结合实例,通过对结构传力途径、非线性稳定性分析表明,该挑篷结构的构件以承受轴力为主,并具有良好的稳定性,因而可充分发挥材料的强度.此外还给出了几个典型节点的详图.理论分析和工程实践证明,该种挑篷结构受力合理、构造简单,是一种优良的结构形式.

折板式网壳结构的抗震及减震研究

采用振型分解反应谱法对折板式网壳结构的动内力作了分析 ,计算了结构厚度、坡度等参数对动内力的影响 ,另外对用振型分解反应谱法和时程分析法计算的结构动内力作了比较 .最后 ,探讨了采用粘弹性支座对四肢腿折板式网壳结构的减震效果 .

研究生培养质量保证体系及评价体系研究

本文在总结多年培养研究生工作经验 ,结合当前研究生培养的客观条件 ,研究培养质量的物质保证、精神保证、生源保证及指导方式的基础上 ,提出了研究生质量评价体系。实践证明 ,采用本体系指导研究生 ,其培养质量能得到较大幅度的提高。

台州电厂干煤棚折线型网状筒壳的风洞与模型试验研究

通过对纵向带折、两侧开洞的网状筒壳进行的风洞试验研究和测定不同风向网壳内外表面的风压分布值，分析了网壳由于纵向带折而造成的风压分布特性，给出了该种网壳风载体型系数值。还对台州电厂干煤棚作了模型试验研究，详细分析了这种网状筒壳的受力性能，并与理论计算进行了对比，得出了有价值的结论。

双层柱面网壳结构在竖向地震作用下的动力性能分析

本文采用子空间迭代法系统研究了双层柱面网壳结构的自振特性，按反应谱法分析了在竖向地震作用下柱面网壳结构的内力分布规律，并与相应的静内力作了比较。文中对柱面网壳考虑支承竖向弹性刚度及法向弹性刚度的动力反应作了分析。所得结果对实际工程有参考价值。

一种新型预应力穹顶体系及其受力性能

本文在综述穹顶网壳结构的基础上 ,提出了一种新型索杆预应力穹顶结构体系。该种结构具有杆件数量少、受力合理、建筑效果好等优点 ,同时具有较优的经济指标。文中对该种结构的受力性能作了计算分析 ,并与普通的网壳结构作了比较 。

布索对加肋穹顶索杆结构动力性能影响的研究

本文提出的加肋穹顶索杆结构是一种极有潜力的新型空间结构,为深入了解该类结构的特性,使其能应用于工程实践,对它的动力性能进行了分析.文中采用子空间迭代法及时程法对结构进行计算.首先分析了各种布索下的结构频率及布索但不施加预应力情况下结构的动力性能;接着对结构在7种布索工况下的动内力进行了分析,取得了不同位置的索对结构刚度影响的差异;最后,为进一步探讨该种结构的动力性能,分别就5种矢跨比下结构的动内力进行了比较和分析,取得了结构内力变化相对平缓的结果.由此得出了索的不同布置对结构频率有明显影响;结构布索时应施加预应力,否则将遭到动力破坏;以及斜向索对提高结构刚度作用明显,而矢跨比影响则较小等重要结论.

具有荷载缓和功能的肋环型索穹顶结构

为了提高索穹顶结构的抗灾害性荷载能力,本文基于荷载缓和体系的思想,提出了一种缓和装置,并将荷载缓和刚度单元应用于肋环型索穹顶结构中。以一个跨度为50 m的肋环型索穹顶结构为例,将缓和装置设置在外两圈脊索、斜索及外三圈环索共7个方案,采用有限元法分析了布置方案及荷载缓和刚度K对缓和效果影响。算例表明,在外圈环索和外圈斜索布置缓和装置时内力有较大减少。而结构的荷载缓和效果以及最大挠度都随着荷载缓和装置弹簧刚度系数K的增大而减小。

随机风荷载下单层球面网壳的整体疲劳分析

对随机风荷载下K6型单层球面网壳的整体疲劳问题进行了研究。用AR法模拟Kaimal谱多点互相关的脉动风风速时程,确定结构所承受的荷载谱,通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史,采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度,分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能。研究发现,结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加,结构中杆件最大疲劳损伤度D随着矢跨比的减小而逐渐增大。网壳的疲劳薄弱区域主要与结构的振型有关;矢跨比较大时,结构中环向杆件易出现疲劳,随着矢跨比的减小,结构径向肋两侧的斜杆易出现疲劳。

索-桁预应力穹顶结构的动力性能研究

索-桁结构是一种有潜力的空间结构,但目前的研究尚不够深入.本文提出了一种圆形平面索-桁预应力结构,采用反应谱法和时程法分析,研究了其动力性能.结果表明,该种结构的频谱极为密集,振型较为复杂;这类结构采用反应谱法计算动内力将导致不可接受的误差,而应采用相应的时程分析法计算动内力.同时还得出了这种结构预应力的施加不可缺少,否则将有可能导致动力破坏的结论.

基于弹簧质点模型的自由曲面四边形网格平面化研究

为实现对自由曲面的平面四边形网格划分,提出了一种基于力学模拟的网格优化算法,建立了包含杆件长度的约束力、边界固定质点约束力、曲面对质点的吸附力、网格平面化作用力的弹簧质点计算模型.首先,采用映射法或其他方法对曲面进行初始四边形网格划分,在获得曲面的初始网格划分的基础上根据不同网格性能的侧重要求,计算出相应的弹性系数kij、边界约束刚度kc、对网格点的吸附刚度km、平面化控制系数pc,建立以平面化为目标的网格弹簧质点模型,通过动力松弛法,经多次迭代得到平面化网格;然后结合四边形平面化指标,以流畅性指标和均匀性指标对网格进行质量综合评价,同时引入网格偏离指标对网格的形状进行控制;最后,进行了算例验证,算例表明,弹簧质点平面化网格计算方法可以很好地适应自由曲面,通过调整参数,在一定条件下可使网格平面化的许允误差限制达到合理范围,同时可以兼顾流畅性和均匀性的要求.

电厂干煤棚的选型和工程实践

为推广应用有优良性能的空间结构，分析了几种可选作电厂干煤棚的空间结构形式，并结合工程实例作了详细的介绍。几种结构形式可应用于实际工程。

刚性索穹顶的静力性能与可靠性灵敏度分析

针对索穹顶结构形式单一和上弦脊索易退出等欠缺,提出一种正方形刚性索穹顶结构,该结构与张弦梁相比,在跨中净高上具有优势.以一个跨度为48m,矢跨比为1/16的正方形刚性索穹顶结构为例进行性能研究,采用基于正交设计响应面的Monte Carlo法,对其进行双随机下的可靠性灵敏度分析,并与相同跨度和矢跨比的张弦梁结构比较.结果表明,在相同荷载作用下,正方形刚性索穹顶结构的最大位移要小于张弦梁结构;在位移控制下,刚性杆件截面积和荷载对正方形刚性索穹顶结构失效较为敏感;刚性杆件截面积、荷载和外圈斜索的预应力水平对张弦梁结构失效较为敏感.

大型环状索杆结构的几何非线性稳定性分析

研究了大型环状索杆张力结构这一新结构的几何非线性稳定性能,为其应用于实际工程提供了理论基础.采用索元、梁元、杆元混合非线性有限元法,探讨了10种布索工况以及不同矢跨比下结构的几何非线性稳定性.结果表明,适当地布索可显著地提高结构的稳定性,同时布置环索和斜索或者同时布置环索和径向索时结构的承载能力分别是无索时的8.9倍、8.75倍,其中内环索对结构稳定性能的影响尤为重要;此外,在矢跨比为7/30左右时,该结构有最佳的稳定性能.

台州体育场倾斜大悬臂梁预应力弹性压缩损失测试分析

结合台州体育场看台部分倾斜大悬臂梁结构的预应力工程测试,对预应力弹性压缩损失做了阐述,并进行了理论和实测分析,得出了一些较有价值的结论。

新型索杆预应力结构体系及其应用研究

本文在总结预应力网壳和索穹顶结构的基础上，给出了兼有上述二种结构优点的新型索杆预应力结构体系，分别给出了圆形平面、环形平面及矩形平面的各种形式，可供设计人员选用，此外还介绍了一直径为90m的新型索杆穹顶结构的工程应用。