环形桁架式空间薄膜展开机构运动精度可靠性建模与分析

空间薄膜展开机构的姿态和位置精度会对薄膜索网的工作形态产生影响。文章首先构建环形桁架式空间薄膜展开机构运动精度可靠性理论模型,然后基于ADAMS建立考虑展开机构杆长误差的参数化仿真模型,并采用蒙特卡罗法对展开机构进行运动精度可靠性仿真分析,求解运动精度可靠度。结果表明,以机构展开到位时折展杆支撑点所拟合的空间圆心坐标位置误差及半径误差作为其运动精度可靠性量化评价指标是正确的。该研究可为空间薄膜展开机构的可靠性设计提供参考。

国家金融信息大厦主楼结构设计

国家金融信息大厦主楼为两处连体的双主楼超高层结构,具有高度超限、多塔、连体、刚度突变、承载力突变等多项平面及竖向不规则超限项。介绍了结构体系、连体桁架选型与建筑特点的逻辑关系。采用有限元方法对索幕墙支承结构构件承载力和刚度进行分析。结果表明,利用3层连体桁架及中部连接体去承担索幕墙荷载的方案是可行的。利用顶层室内设备管道空间设置空间三角桁架解决屋面连接体的承载问题;将屋顶空间三角桁架与伸臂桁架相结合,在屋顶设置加强层,解决整体结构抗侧刚度不足的问题。通过对整体模型、高区分塔模型和完全分塔模型的计算结果对比,研究了连接体失效对结构抗震性能的影响,为结构承载力包络设计提供了依据。

空间桁架结构特征响应信息对模型修正的影响机理分析

实测的结构响应特征信息是有限元模型修正的基础。由于土木工程结构体型巨大和服役环境复杂,使得结构现场测试难度大、成本高和测试信息有限,因此,合理和高效地利用这些来之不易的有限测量信息,以最小的代价实现对有限元分析模型的有效修正,意义重大。从数学问题求解的角度分析结构模型修正,通过一个空间桁架的数值仿真,研究结构特征信息量大小和类型对模型修正的影响,揭示结构特征信息对模型修正的影响机理和规律。基于设计和建立的实验室空间桁架模型的标准试验和损伤试验,开展了基于实测数据的桁架结构模型修正,验证了结论的准确性和可靠性。对如何充分利用有限的结构特征信息对有限元模型进行高效和可靠的修正,提出了一些有价值的参考建议。

空间桁架结构等效连续体建模及固有特性分析

针对空间桁架天线的结构特点,基于能量等效原理分别建立了不带底板和带底板的空间桁架结构的等效梁连续体模型。将胞元横截面上任意点的位移用横截面中心处的位移分量线性表示,求得胞元的应变能和动能;基于能量等效原理利用哈密顿原理建立桁架天线结构的等效连续体动力学方程,求解得到等效连续体模型的固有频率和振型表达式;利用有限元方法对桁架结构进行仿真分析,并将仿真结果与等效连续体模型计算结果进行对比分析。结果表明,等效模型结果具有较好的精度,从而验证了等效连续体梁模型的正确性。研究结果可为大型空间可展桁架结构的动力学设计提供论支撑。

粘钢法加固RC梁受扭承载力的计算方法与数值分析

粘钢法是一种常用的加固方法,规范中明确规定了粘钢法加固钢筋混凝土梁(RC梁)的受弯与受剪承载力公式,但对受扭承载力公式并未涉及。为了研究粘钢加固RC梁受扭承载力的计算方法,首先借助剪力流理论与变角度空间桁架模型(VASTM),分别推导出RC梁与粘钢法加固RC梁受扭承载力的计算公式。然后探讨了加固前后RC梁配筋强度比ζ与ζ′的变化情况,在此基础上进一步提供了加固工程算例。最后借助ANSYS软件建立了两种不同方案的粘钢法加固模型,研究了其在扭矩作用下的动力响应与破坏形态。研究结果表明,粘钢法加固受扭RC梁加固前后配筋强度比ζ与ζ′变化很小,钢板厚度为1 mm时其受扭承载力提高约89%;扭矩较小时可采用在RC梁两端粘贴钢板进行加固;扭矩较大时出现梁柱节点先于构件破坏的情况,应将钢板粘贴区域扩大至梁柱节点,但此时不再符合VASTM。

实景三维建模在大型公共建筑检测中的应用

为解决结构复杂、高空高危大型公共建筑主体结构现场检测难题,提出了利用无人机贴近环绕摄影测量和精细化实景三维建模技术,用于大型公共建筑主体结构检测的方法。通过该方法能快速获取主体结构中的技术参数,满足测量和检测精度需求,为大型空间桁架结构主体结构检测提供了可靠的基础数据和技术支撑。

空间桁架门梁基于不同计算模型的比较分析

空间桁架门梁作为承担大门自重和承受墙面风荷载的受力构件,其计算通常与其下部混凝土门柱分开进行,然而,这样的简化计算并不能真实反映混合结构的实际受力状况。文章通过建立独立门梁模型和整体结构模型,对空间桁架门梁的跨中变形、杆件轴力和杆件强度利用率进行了比较分析,发现采用独立门梁模型计算的跨中位移及各类杆件的最大计算应力比均大于整体结构模型,结构偏安全,使用较普遍,但经济性不高。整体结构模型兼顾了准确计算与成本控制,是既安全又经济的选择。

复合扭转作用下钢纤维混凝土梁极限扭矩计算方法的研究

根据钢纤维混凝土梁在弯矩、扭矩和剪力共同作用下的受力性能,考虑钢纤维对极限扭矩的影响,对三种破坏型式下钢纤维混凝土梁的极限承载力公式进行推导,并给出相应的计算公式.然后给出了实际构件破坏类型的判别公式及极限扭矩的计算方法.在公式推导过程中采用的原理、方法及推导出的公式形式与普通钢筋混凝土梁十分相似,具有良好的衔接性和实用性,为钢纤维混凝土梁进一步的研究应用及纤维混凝土规范的修订提供了有价值的参考.

低周反复扭矩下钢筋混凝土复合受扭构件的受扭性能研究

为了合理的设计反复扭矩下箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪构件的受扭承载力的方法,通过对六个箱形截面钢筋混凝土试件进行了双向压弯剪作用下的受扭性能试验,得到了构件在反复扭矩作用下的裂缝发展规律及破坏特征,扭矩-扭转角曲线特性、耗能能力,并讨论了轴压比和相对偏心距对构件受扭性能的影响.基于变角空间桁架模型得出了构件的承载力相关方程,并结合规范推导出一个实用公式,其计算值与试验值符合较好,且偏于安全,具有一定的参考价值.

三桩厚承台传力模型试验分析

对 2 5个比例为 1∶ 5的三桩厚承台模型进行加载试验 ,分析了试验过程中的承台裂缝出现的顺序和发展特点 ,揭示影响三桩厚承台的破坏模式和承载力的因素 ,并对规范 (CECS88:97)采用的梁板弯曲理论无法解释的试验结果进行了分析研究 。

钢纤维混凝土三桩厚承台传力机理与配筋计算

根据９个试件的试验结果，分析了钢纤维混凝土三桩厚承台的破坏模式与传力机理。表明钢纤维混凝土三桩厚承台的破坏为角桩冲剪破坏，认为传为模式宜采用空间桁架模型。根据该模型给出的钢筋拉杆拉力及钢筋用量计算公式可供工程设计及进一步研究参考。

钢筋混凝土弯扭构件的全过程分析

为了解决以扭为主和以弯为主的钢筋混凝土弯扭构件的分析模型不统一问题,建立了改进的空间桁架模型.该改进的空间桁架模型是由4个平面桁架或由3个平面桁架和1个顶部斜压板组成的空心方管形截面构件.以此模型比拟钢筋混凝土弯扭构件,建立了分析模型的平衡方程和变形协调方程,通过引入顶面混凝土的开裂强度条件和破坏强度条件,提出了钢筋混凝土弯扭构件受力的全过程分析方法.与试验结果的对比表明,该方法既适用于以扭为主,也适用于以弯为主的弯扭构件,解决了扭型破坏与弯型破坏的不连续问题,该方法可用于任何扭弯比情况下的弯扭构件的全过程分析.

龙卷风作用下空间桁架的受力分析

龙卷风是一种破坏力巨大、风场结构复杂的暴风。本文从涡运动理论、实测数据统计分析、半经验公式和龙卷风风险度模型等几方面解析龙卷风风场结构,并结合实例建立龙卷风的风场数值模型。提出在龙卷风作用下桁架结构的荷载处理方法和加载方法,以输电塔为例分析在龙卷风作用下的受力情况,结果显示龙卷风作用下桁架结构的响应同相同风速自然风作用下的响应很相近。

预应力钢纤维混凝土梁纯扭作用下极限扭矩计算方法

根据预应力钢纤维混凝土梁的受力特点,考虑预应力和钢纤维对梁抗扭强度的影响,利用变角度空间桁架模型通过理论推导得出预应力钢纤维混凝土梁在纯扭作用下的极限扭矩计算公式并与已有的试验进行了比较。该公式将预应力和钢纤维的作用等效为纵向和横向钢筋的面积来进行计算,具有概念明确,推导过程清晰,精度较高,与普通混凝土梁的极限扭矩计算公式衔接好等优点,可以方便的应用于结构设计及计算。

空、实心钢管混凝土构件抗扭抗剪性能的研究Ⅰ:刚度和模量的研究

目前钢管混凝土扭转刚度和剪切模量的计算公式相当复杂,而且完全基于有限元回归拟合所得。首先从理论上对钢管混凝土受扭过程进行了分析,分别采用经典弹性理论和等效空间桁架模型,把钢管混凝土的扭转过程分为3个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段和塑性强化阶段,得到了相应的扭转刚度和等效剪切模量的理论公式;然后通过有限元分析,拟合给出了对理论公式的修正意见。

大型空间桁架面天线的结构—电磁耦合优化设计

由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和轴力为约束条件的多目标优化模型.数值试验结果表明,结构—电磁耦合优化设计模型只需较低的作动器能耗,就能明显提高天线电性能,很好地满足了天线结构与电磁设计要求.

华能海口电厂干煤棚网壳结构设计

对97.00m大跨度干煤棚网壳的设计进行了概要总结,从结构的选型、结构分析与设计等方面进行了论述,强调了台风对结构的影响及应对措施,为地处台风地区的同类大跨度网壳结构的设计提供了借鉴。

基于正交试验设计的群桩承台参数分析

为揭示大型群桩承台的传力模式及主要影响参数,建立群桩承台的有限元模型,通过分析最大压应力的传递路径,揭示群桩承台在柱下一定区域范围内存在空间桁架传力结构。借鉴统计学的正交试验设计方法,建立L25(56)正交试验表,分析混凝土强度、承台厚度、配筋率、桩间距、桩径等因素对承台承载力、桩顶内力以及承台沉降量的影响,量化各因素的影响大小。分析表明:群桩承台均存在空间桁架区域和非桁架构造区域,对于单柱结构,桁架区域成近似圆形。钢筋配筋率和承台厚度对承台承载力有显著影响;对于中心桩桩顶内力,承台厚度对中心桩桩顶内力有高度显著影响;对于承台沉降量指标,桩径、厚度及配筋率3个因素为高度显著影响因素。文章研究成果对群桩承台的设计具有一定的参考价值。

嵌入式FRP抗剪增强梁斜裂缝水平投影长度计算

为计算嵌入式FRP抗剪增强梁在四点加载作用下的斜裂缝水平投影长度,利用投影长度经验公式和变角空间桁架模型分别研究了剪跨比和纵筋-箍筋强度比对投影长度的影响,在此基础上综合考虑两者的相互关系,同时根据9根FRP嵌入式增强梁的实测试验数据,采用最小二乘法拟合斜裂缝投影长度计算公式.分析结果表明,单独考虑剪跨比和纵筋-箍筋强度比都不能很好地预测斜裂缝水平投影长度,而将两者结合能够较好地反应斜裂缝出现和发展的全过程,从而准确地计算斜裂缝水平投影长度.推导公式的计算结果和试验实测值取得了很好的吻合,误差小,离散程度低,同时还表明剪跨比是影响斜裂缝投影长度的主导因素.

同轴轻型空间遥感器支撑桁架的设计与试验

为满足空间遥感器的高度轻量化要求,提高其结构的基频,减少100 Hz以下低频振动的影响,研究了高比刚度的轻型支撑桁架结构。针对同轴长焦距光学系统,基于三角形稳定的原理设计了一种6杆碳纤维复合材料桁架结构,并基于有限元法完成了其优化设计,使其质量降低了11%。为验证其可行性,研制了力学模拟件,进行了工程分析和动力学试验,并讨论了分析和试验的误差来源。分析和试验显示,模拟件的固有频率超过了120 Hz,表明所设计的支撑桁架合理可行,能够满足长焦距空间遥感器的使用要求。该结构在质量为13 kg的前提下,解决了目前该型遥感器基频较低的难题,该设计已成功应用于某相机结构中。