基于LS-DYNA的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析

基于ANSYS/LS-DYNA,在验证模型及参数选取正确及可靠的基础上,建立了大空间柱壳结构在爆炸作用下的冲击波压力场计算模型。引入本征正交分解(POD)法,解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题,大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱壳结构在爆炸冲击荷载作用下的压力场进行了数值模拟计算与分析,研究了跨度和矢跨比等因素对结构压力场分布的影响。结果表明,计算模型适用于大空间柱壳结构在爆炸作用下的动力响应计算。

大空间柱壳结构爆炸动力响应的Ritz-POD数值模拟

应用ANSYS/LS-DYNA建立大空间柱壳结构在内爆炸荷载作用下的数值模拟实验,在验证模型及参数选取的正确性及可靠性的基础上,建立了大空间柱壳结构在内爆炸作用下进行动力响应计算的合适模型。将Ritz振型叠加法与POD法结合,解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题,大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱面网壳结构在内爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟计算与分析,研究了矢跨比和爆炸点位置等因素对结构动力响应的影响。结果表明,计算模型适合于大空间柱壳结构的爆炸动力响应分析,矢跨比大的结构防(抗)爆炸冲击波的能力较强。偏心爆炸比中心爆炸对大空间结构构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利,设计中应更注重支座附近和边跨结构的防爆能力。

大矢跨比单层球面网壳弹塑性稳定性研究

为全面认识大矢跨比球面网壳的弹塑性稳定性能，利用ANSYS软件及自编的前后处理程序，有计划地针对132例矢跨比为1／4～1／2的大矢跨比K8型单层球面网壳进行弹性、弹塑性稳定性能分析，并对其中典型算例的塑性发展状况进行了全过程跟踪分析．考察网壳的屈曲模态，分析初始几何缺陷、矢跨比，材料非线性对网壳弹塑性极限承载力的影响．结果表明：大矢跨比情况下，初始几何缺陷的存在会导致网壳的极限承载力降低50％，材料非线性对极限承载力的影响也明显大于常用矢跨比情况，塑性折减系数达到0．4，网壳极易发生提前失稳．建议适当提高大矢跨比球面网壳的稳定性验算安全系数．

桥隧相接条件下超大断面隧道的设计

在桥隧相接的条件下,为适应现场的地形地质条件,采取了将原设计的连拱隧道变更为超大断面单跨隧道的应对措施。针对这种矢跨比仅为0.35、内净空面积达327.54m2的地下结构,从设计和施工的角度,通过数值模拟,确定了支护参数和开挖工序。

超大跨度扁平地下洞室变形控制标准研究

为解决目前超大跨度扁平地下洞室(跨度大于50 m)变形控制尚无明确规范的问题,基于某工程实例,采用理论解析与数值模拟相结合的方法,对大跨洞室变形控制标准进行研究。以围岩应变作为岩体强度指标评判大跨洞室稳定性,建立洞室拱顶沉降量S与围岩极限应变ε的关系,并提出以"沉降跨度比"作为大跨洞室沉降变形控制指标,给出适用于各施工阶段的变形控制标准,并建立变形控制标准分级管理办法。研究结果表明:1)大跨洞室沉降变形允许值与洞室几何形状、围岩强度特性相关;2)结合本工程大跨洞室"分部开挖-预留岩柱"的开挖方案,洞室变形主要发生在大跨洞室阶段。

地震作用下大跨度弦支穹顶结构的动力稳定分析

根据B-R准则,结合结构时程响应曲线,判定弦支穹顶结构的动力稳定性,以跨度为120m的K8型弦支穹顶结构为研究对象,考虑不同矢跨比、不同预应力大小和不同地震波输入等参数的影响,对比分析其在水平、竖向和三向地震作用下极限承载力的不同及其变化规律。分析结果表明:大跨度弦支穹顶结构为了控制结构位移的需要,需施加较大的预应力,拉索引入较大预应力会增大与其相连的上部环向杆件的应力,使环向杆件在三维地震作用下更容易进入塑性;随着矢跨比增大,结构临界荷载增大但幅度很小。

某博物馆大跨拱形入口结构设计

某博物馆大跨入口形态呈拱形,矢跨比较小,为扁平拱,扁平拱兼具拱形结构与梁式结构的受力特征,构件承受轴力的同时也会承受弯矩,并会在拱脚处产生更大的水平推力。根据选型分析可知,混凝土结构自重产生的水平推力为钢结构的4~10倍,且跨中承受较大的弯矩,易使混凝土受拉开裂,不能充分发挥混凝土结构的受压性能。另外,混凝土构件的施工精度不高,容易造成初始缺陷偏大,不利于拱的稳定。综合比较,采用钢桁架拱结构较为合理,通过对该大跨钢桁架拱结构详尽的静力分析、强度验算、稳定性分析,可知钢桁架拱自重轻、刚度大、冗余度高、稳定性好,结构经济合理,且能很好地实现建筑形态和功能需求。

福星隧道大变形段动态设计及施工技术研究

滇西红层地区泥岩夹砂岩隧道修建中出现的问题较多,尤其是紫红色、浅紫红色薄层状构造的泥岩夹砂岩开挖后迅速风化,引起隧道初期支护结构变形开裂,围岩应力随着时间逐步释放,甚至引起衬砌开裂。薄层状构造的滇西红层对施工安全及结构安全存在不利影响,并严重影响建设工期和工程投资。基于此,文章从薄层状构造的滇西红层对隧道工程的影响和危害等方面,依托大瑞铁路福星隧道施工实例,针对薄层状构造的滇西红层危害,在施工过程中根据初期支护变形监控量测情况,加大开挖预留变形量,选择合适的矢跨比调整衬砌结构及开挖轮廓,调整施工方法和支护参数,实施动态优化设计,安全、顺利地通过了滇西红层地区隧道大变形段落。

大跨径飞燕式异型拱桥稳定性分析

以长春伊通河大桥为工程背景,运用非线性稳定分析理论,针对大跨径飞燕式异型拱桥在不同荷载工况下的稳定性进行了分析,分析结果表明:该类桥型的面外刚度偏弱,且稳定拱外倾角、拱肋刚度、矢跨比对整体桥梁的稳定性有一定影响。

大矢跨比钢拱连廊分段组件制作与吊装施工技术

大矢跨比钢拱连廊深化设计进行各类型构件拆解并分段,各分段构件在工厂进行弯圆后再预拼装,减少现场调整工作量。现场吊装采用钢管架临时支撑,并利用塔吊的吊装各分段构件,降低成本并加快施工进度。针对钢拱连廊各分节进行施工模拟并计算起拱值,吊装就位后调整各分段组件的轴线度、高度偏差再焊接组装,安装精度满足要求。钢管连廊整体吊装完成后逐步拆除临时支撑并持续进行挠度监测,对比计算值直至结构变形趋于稳定再进行下一道工序施工。

大开口鼓蜂窝四撑杆索穹顶静力性能分析

大开口鼓蜂窝四撑杆索穹顶结构是一种新型结构形式,针对这一特定的结构体系,基于二次奇异值分解法,结合MATLAB计算程序得出结构整体可行预应力,建立ANSYS有限元模型进行验证并分析该结构在恒载、活载、风载及温度荷载作用下的内力及位移关键响应.进一步研究厚跨比、预应力倍数及矢跨比等参数对结构静力性能的影响.分析表明,大开口鼓蜂窝四撑杆索穹顶结构具有良好的静力性能,整体刚度大.给出结构厚跨比、预应力及矢跨比的合适取值范围,为大开口鼓蜂窝四撑杆索穹顶的工程应用提供了参考依据.

河北省科技馆单层球面网壳结构的设计、施工及非线性屈曲分析

本文结合一工程实例，介绍了大矢跨比开孔单层球面网壳结构的设计过程，并简要说明了该网壳的制作安装方法。同时，本文应用T.L.列式下的等截面空间直线梁单元，采用Block Lanczos方法求出了前5阶特征值；结合柱面弧长法等平衡路径跟踪技术，对网壳结构进行了考虑初始几何缺陷影响的非线性全过程屈曲分析。最后，本文得出了一些结论供相关工程参考。

780MPa级超高层大跨距建筑用抗震宽厚板的研究进展

建筑用钢板正向高强度、高性能、大型化方向发展,780MPa级高强度抗震钢已应用于超高层大跨距建筑中,高强度钢抗震性能已成为重点解决的课题之一。从性能要求、化学成分设计、生产工艺控制及组织控制方法等方面对国内外开发的780MPa级高强度抗震钢的进行了详细对比和分析,旨在为国内780MPa级高强度抗震建钢的开发提供参考,以满足中国高层建筑用钢的国产化需求。

大矢跨比交叉钢拱-百米天廊复合结构设计

以山东临沂翔宇旅游观光打卡地的拱门、天廊工程为背景,对大矢跨比交叉钢拱-百米天廊复合结构体系进行了分析设计。介绍了其工程概况,论述了该体系的结构特点,阐述了结构体系中天廊、拱门、天桥设计的核心内容,提出了大矢跨比交叉钢拱支承的结构形式,指出了天廊采用弱连接的设计特点,明确了天廊和天桥采用TMD装置对行走荷载激励下的振动进行控制。利用ANSYS有限元软件对大矢跨比交叉钢拱-百米天廊复合结构的受力特性进行分析,结果表明结构性能安全可靠,各项指标符合设计规范要求。最后提出了该体系需要进一步研究的关键技术课题。