温度对敞开式钢结构穹顶静力性能的影响

文中针对某高校教学楼敞开式钢结构玻璃穹顶以杆件温度为变化参数,进行静力性能的有限元分析,为施工后的安全提供理论依据。利用有限元软件AnsysWorkbench对穹顶结构进行建模,在雪荷载、积灰荷载、玻璃幕墙荷载以及风荷载的共同作用下,分析均匀温度分布与不均匀温度分布条件下结构的最大变形、应力、弯矩,并对关键的杆件及节点进行了变形、应力和弯矩监控。有限元结果表明,在低温条件下杆件由于收缩产生较大拉应力与弯曲应力,在温度为15℃时,杆件由温度引起的变形、应力以及变形最小。在不均匀温度下杆件的最大拉应力、压应力、弯曲应力及组合应力随温度上升呈线性增加,在上部结构温度为45℃时,顶部压力环弯矩最小。

单双层球面网壳结构的静力特性及其稳定性能分析

结合一工程实例 ,将单层球面网壳结构与双层抽空四角锥球面网壳结构结合起来 ,设计了一种新型的空间结构型式 ,即单双层抽空四角锥球面网壳结构 .简要介绍了该网壳的设计过程 ,并采用全铰接模型分析了单双层网壳结构的承载力 .应用Lanczos法求解了网壳结构的特征值及特征向量 ,并运用柱面弧长法跟踪了结构的非线性平衡路径 ,同时考虑了初始几何缺陷的影响 .对比分析了两种不同支座条件的线性及非线性屈曲特性 ,并得出一些结论 。

基于SST模型的红外整流罩湍流换热数值计算

低空高速突防红外制导系统的球形整流罩通常工作在湍流换热状态,文中以零攻角球锥体为基础,结合结构网格、来流物性参数、驻点及湍流球面换热工程公式,探索出一种将SST模型应用于整流罩湍流换热数值计算的工程方法。首先根据Billig公式,利用分块结构网格在流场中构造脱体激波,以降低数值耗散,然后通过壁面网格高度调整,分析计算结果对近壁网格的敏感度。在此基础上,分析SST模型参数对计算结果的影响,其中Bradshaw数仅对峰值热流影响较大。在驻点层流区域,通过来流的等效热导率修正使SST模型热流计算结果与Klein公式相符。在球面湍流区域,利用高速球体湍流换热工程公式对Bradshaw数进行修正,使SST模型热流计算结果与该工程算法相符。修正后的SST模型的计算结果具有工程精度,可用于整流罩抗热冲击、气动光学效应、图像非均匀校正以及红外、激光末制导的弹道设计等分析研究,具有重要的工程意义。

纤维缠绕复合材料压力容器多型封头对比分析

纤维缠绕复合材料容器在航天领域得到广泛应用,为满足复材容器快速方案设计需求,对比分析了缠绕线型和封头子午线类型对复材容器性能的影响,通过建立简化的复材容器几何参数模型,基于成熟可靠的网格理论和测地线理论,详细推导了螺旋缠绕封头、螺旋缠绕椭球封头、平面缠绕封头和平面缠绕椭球封头等4种封头的控制方程。对应每种封头,均进行实例计算以验证设计方法的正确性,结果表明:相同纤维缠绕线型的子午线、缠绕角、壁厚、纤维应力以及综合性能参数等设计结果相似,推荐采用螺旋缠绕椭球封头或平面缠绕椭球封头以避免子午线曲率拐点,同时有利于加工制造。

基于初弯曲单元的某弦支穹顶非线性稳定承载力分析

在单元的随动坐标系下,建立了初始弯曲对杆单元轴向刚度影响的计算公式,导出了考虑初始弯曲的非线性杆单元刚度矩阵;从经典的梁-柱理论出发,给出了考虑初始弯曲的非线性空间梁单元切线刚度矩阵推导过程。将建立的初始弯曲单元应用于弦支穹顶结构算例的非线性稳定承载力分析,研究了杆件初始弯曲对结构整体非线性稳定性能的影响,结果表明,杆件初始弯曲的存在会降低结构的整体刚度和极限承载力,而在不同的初始预应力状态下,极限荷载随初始弯曲增加都基本呈线性下降,并且其关系曲线基本平行。本文建立的基于初弯曲单元的非线性分析方法,可推广应用于各种类型空间网格结构的非线性分析,为结构设计方案的选择提供更为科学的依据。

方格网架罐顶的试验和工程设计

方格网架罐顶是国内一种新型的大型储罐罐顶。介绍了方格网架罐顶模型的试验研究结果 ,网架模型的临界失稳载荷 ,边界条件对临界失稳载荷的影响 ,同时介绍了方格网架罐顶的工程设计 ,推荐了一种方便实用的设计计算方法 ,并且给出了工程应用的实例。

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

本文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后 。

上海科技城单层铝合金椭球体网壳设计

上海科技城中部大堂由一巨型椭球体网壳结构覆盖 ,该网壳结构长轴尺寸 6 7m ,短轴尺寸 5 1m ,高41 6m ,外包玻璃。结构四周不同部位开有几个巨型门洞。对该网壳结构设计进行了简要介绍 ,包括网格划分、支承结构、设计荷载等。

大型钢网架穹顶结构弹塑性稳定性分析

针对大型LNG储罐钢网架穹顶结构的弹塑性稳定性分析,基于刚体准则与改进塑性铰模型建立适于几何与材料双非线性分析的空间弹塑性梁单元,研究局部荷载扰动与整体模态扰动两种不同的初始缺陷处理方法以及材料非线性对结构稳定承载力影响的差异。结果表明:初始缺陷、材料非线性与约束刚度减小均会降低网架穹顶结构稳定承载力;荷载干扰下,结构稳定承载力对干扰大小敏感而对位置不敏感;模态干扰属于整体几何缺陷,结构整体初始变形较大,荷载位移曲线平滑。与ABAQUS相比,所建的弹塑性刚体准则空间梁单元及其相应的非线性分析方法效率与精度兼优,适用于大型复杂工程结构非线性分析,在处理局部缺陷对结构稳定性的影响上具有优势。

起伏地形下复杂形体大跨网格结构风压与等效静风荷载数值模拟

以大跨空间建筑结构实际工程为对象,数值模拟分析复杂形体大跨网格结构在起伏地形下的风压分布、风载体型系数和等效静风荷载.运用Fluent软件计算不同风向角下的结构风载体型系数,发现风向角对结构风载体型系数影响较大.基于谐波叠加法模拟生成风速时程并转化为风压时程,采用ANSYS软件建立结构有限元模型,施加模拟所得的风压时程和风载体型系数,分析结构风致动力效应.定义风振动力放大因子以考虑共振响应的影响,并将其与特定时刻的瞬时风压分布相结合以形成结构的等效静风荷载.数值计算分析了基于基底竖向反力最小值的等效静风荷载及其分布.

广州财富天地网架穹顶的整体提升施工技术

广州财富天地广场穹顶采用网壳结构,形式复杂、跨度较大。结合该网壳穹顶的结构形式特点以及现场的施工情况,在数值分析的基础上,确定了"地面拼装、整体提升、就位封边"的施工方案。从吊装设备制作与组合、卷扬机安装、同步控制系统的安装调试、主要吊索具的受力验算、安全提升应急措施等方面介绍穹顶钢网壳结构整体提升的施工技术要点。经实际检测:提升过程中最大不同步偏差仅为46mm,远小于控制目标(100mm),网架安装质量良好。

北方学院体育馆屋盖钢结构方案比选与分析

简述北方学院体育馆的工程概况,结合建筑造型和使用功能,提出网架、双向平底桁架、双向梭形桁架、双向张弦梁、弦支穹顶等5种结构方案,分别利用MST 2011和MIDAS Gen Ver.800两种软件在恒载、活载、风载、温度和地震作用下对5种方案进行建模计算,从结构变形、内力分析、经济性、美观性等多个方面进行对比分析,发现弦支穹顶方案结构刚度大、用钢量适中、反力较为均匀,为优先选用方案,可为类似工程在结构选型上提供参考。

刚性网格索穹顶结构施工成型方法研究

刚性网格索穹顶结构施工成型过程中,其下部预应力索杆体系的成型与上部刚性网格的安装是一项非常关键的技术。在对国内外已建索穹顶结构施工成型方法进行总结的基础上,并结合国内在这方面取得的研究成果,提出了一种改进的索穹顶结构施工成型方法:索穹顶塔架提升索杆累积安装张拉成型方法。该方法可明显减小预应力拉索的牵引距离和牵引力,方便了拉索和撑杆的安装就位,施工过程中的安全性更易保证。

基于地理坐标系的电磁环境快速仿真与体绘制

为有效考虑地球曲率的影响,采用球形规则网格模型组织电磁场数据。针对ITM(Irregular Terrain Model)模型计算量大的问题,提出一种地形重用方法提高仿真效率。针对多辐射源计算问题,将多线程计算和地形重用方法相结合,提高仿真效率。针对传统光线投射算法使用立方体作为包围盒,不能直接绘制球形规则网格数据问题,提出一种使用圆顶体作为包围盒的光线投射算法。经实验验证,考虑地形影响仍然能够获得较高的计算效率,满足多辐射源电磁环境仿真的需要,且圆顶体包围盒使光线投射算法的应用范围更加广泛。

刚性网格索穹顶结构组合形式及其协同工作非线性力学性能研究

提出了一种刚柔相济的组合空间结构-刚性网格索穹顶结构,该结构不仅充分发挥了索穹顶的力学性能,而且易于利用刚性网格铺设屋面板材,既具有结构优势又便于屋面安装。给出了肋环型、葵花型两种典型索穹顶与以四边形和三角形为基本构成单元刚性网格的3种组合形式。对刚性网格与索穹顶协同工作机理进行分析,将结构进行有限元离散和合理简化,建立了刚性网格索穹顶结构协同工作非线性静力分析的计算模型。以组合Ⅰ型为例,探讨了结构在满跨均布荷载和非对称荷载作用下内力和位移变化规律,以及初始预应力水平对结构力学性能的影响。计算结果表明:刚性网格的协同工作提高了结构整体刚度和承载力,减小了索穹顶对非对称荷载的敏感性;初始预应力水平对索穹顶内力影响显著,但对结构整体刚度影响非常不明显。

撑杆跳格对无环索弦支穹顶结构静力性能的影响规律

无环索弦支穹顶结构具有抗倒塌能力强、索力均匀、稳定性好等优点,但其下部预应力索支体系的撑杆分布较密集,既影响其整体结构性能又给施工造成不便,需要跳格布置撑杆以降低撑杆密集程度。以某体育馆80m跨无环索弦支穹顶结构方案为例,提出3种跳格方案。对比原结构和3种跳格方案的用钢量、稳定性、竖向位移、拉索和撑杆内力,确定最优跳格方案;分析荷载分布模式、外荷载大小、预拉力水平和初始缺陷程度对原结构和最优跳格方案静力性能的影响规律。结果表明:去除与虚拟内环相邻的1圈撑杆为最优撑杆跳格方案;撑杆跳格位置优先选择靠近虚拟内环的撑杆,虚拟内环处的撑杆以及分布稀疏的外圈撑杆不宜跳格;本算例的最优撑杆跳格方案对结构整体刚度和结构稳定性影响不大,但跳格附近区域的结构刚度略有减弱;本算例的最优撑杆跳格方案对拉索内力无影响,但跳格导致相邻撑杆内力显著增大,不应忽略。

浅谈火力发电厂大型圆煤仓半球型穹顶网架施工工艺与质量控制

随着科学技术的发展进步,大型火力发电厂由于大跨度大空间的需要,网架屋面结构得到了广泛的应用。但如何对网架结构的施工工艺和质量进行有效控制是当前网架结构施工的一项重要课题。

建筑索结构的类型及工程应用研究

索结构作为预应力钢结构的主要结构类型,已在国内外得到广泛应用,本文通过分析已有文献,将其归纳为悬索结构、索穹顶、斜拉结构、张弦结构、预应力网格结构、索托结构、索拱结构。详细阐述了各种类型索结构的特点及其适用范围,并结合实际工程对索结构进行详细分析。

刚性网格索穹顶结构初始形态的确定方法

索穹顶结构是一种结构效率极高的空间张力结构体系,由于该结构节点较为稀疏使得上部刚性网格系统的设计和施工有一定难度,从而也限制了索穹顶结构的推广应用.为了解决这一实际工程问题,进一步拓展索穹顶结构的应用范围,本文提出了一种刚柔相济的组合空间结构——刚性网格索穹顶结构,并给出了三种具体的结构组合形式;同时为了能够较为精确地确定该结构形式的初始形态,本文结合空间杆系平衡矩阵理论和构件原长不变的概念,提出了"近似等效荷载生死单元法",该方法通过荷载的等效和构件单元的"生死"过程来找到结构的初始形态.算例分析表明该方法可以较为准确地确定刚性网格索穹顶结构的初始形态.本文工作可为该类结构的初始选型和设计提供依据.

鄂尔多斯机场新航站楼结构设计

鄂尔多斯机场新航站楼纵向长度约500m,下部主体结构采用钢筋混凝土框架结构,梁中采用了缓粘结预应力技术。上部的屋盖为典型的大跨度空间钢结构,建筑物中部108m跨的穹顶为采用由24榀径向桁架和桁架间的单层网壳组成的锥形钢屋盖,两侧登机廊屋顶均采用网架结构,上部钢结构和下部混凝土柱的连接节点采用关节轴承支座及"Y"形支撑形式。简要介绍了工程的结构设计,望能供同类设计参考。