下部支承对网壳结构强震响应影响规律研究

随着社会的发展,网壳结构逐渐得到广泛的应用。以往的研究往往集中在单层网壳上,并只单一的研究上部网壳部分的强震响应。基于此,本文设计带下部支承的双层倾斜柱面网壳,并基于有限元软件ABAQUS研究下部支承高度、下部支承刚度对网壳结构的强震响应影响规律。结果表明,下部结构刚度、高度对网壳结构强震响应影响具有规律性。

下部支承结构对网壳结构强震响应的影响研究

总结了关于考虑下部支承影响的网壳结构强震失效研究的最新研究成果。介绍了基于响应的荷载域全过程分析方法;通过建立精细化的数值模型,对考虑下部支承结构的单层球面网壳在强震作用下的特征响应进行了分析,得到了考虑下部支承结构的单层球面网壳在强震作用下的失效特征;通过大规模参数分析,详细地阐述了下部支承结构对网壳结构失效极限荷载的影响;提出了对于耦合体系的简化分析方法并初步研究了非线性下部支承结构对网壳结构失效的影响;讨论了下部支承结构非线性对网壳结构响应的影响。研究表明,非线性材料的支承结构也将明显改变耦合体系的响应规律及失效模式。

考虑下部支承结构的单层球面网壳的动力稳定分析

在对大跨度单层球面网壳进行设计和分析时,动力稳定性是主要的控制因素。本研究将上部的单层球面网壳与下部支承结构作为整体,研究结构在地震荷载作用下的动力稳定性。在分析计算时,考虑了网壳的初始几何缺陷以及几何非线性和材料非线性;研究了下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响以及杆件的塑性发展过程。计算结果表明:下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响起着非常重要的作用,在对网壳进行地震分析或动力稳定分析时,应将上部的网壳与下部支承结构作为整体进行分析。

量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构抗连续倒塌分析

中科院量子创新研究院作为国家级量子科学实验室,对国家抢占量子科技国际竞争和未来发展的制高点至关重要。针对量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系开展抗连续倒塌分析,对于明确其结构安全,保障量子研究工作的顺利开展尤为重要。基于拆除构件法以及OpenSees软件,建立了量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的数值分析模型,通过结构自振周期计算及与框架动力试验对比,验证了模型的准确性。通过考虑桁架层构件应力敏感性特征,合理选取关键构件,对拆除失效工况后的剩余结构进行动力分析,明确了不同工况下结构关键构件的变形和轴力时程曲线,并基于变形与强度破坏准则,对此类巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系的抗连续倒塌能力进行评估。计算结果表明:量子创新研究院结构冗余度较大,单一构件失效后仍具有较强的抗连续倒塌能力;结构顶部桁架与底部桁架一方作用削弱,另一方作用增强,即采用上部悬挂下部支承形式可以起到双重保险作用。研究成果将为巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的抗连续倒塌分析提供参考依据。

反应堆下部支承组件吊具设计与计算

下部支承组件是反应堆堆内重要构件,在反应堆初装或者复装时,需要采用专用工具将其从存放处吊入反应堆内进行安装。本文针对反应堆内的特殊环境和下部支承组件的具体工况设计了一套专用吊具,并对该吊具的重要承力部件进行了力学分析与校核,该吊具已成功研制并在核电站中投入使用,结果表明其设计合理、性能可靠、使用方便。

巨型钢框架上部悬挂下部支承结构施工新技术仿真分析

文章以中国科学院量子信息与量子科技创新研究院(简称“量子院”)1号科研楼巨型钢框架上部悬挂下部支承结构体系为工程对象,详细介绍整个工程的施工过程和工艺步骤,并应用有限元软件Midas Gen建立结构的有限元分析模型,考虑施工过程中季节更替所引起的温度应力,采用累加模型模拟方法对结构的施工及卸载全过程进行仿真模拟分析,确定结构的最佳合拢温度与变形预调值。分析结果表明:结构受温度影响,施工过程中应力变化幅值达45 MPa,施工过程应考虑温度变化的影响,选择合适的合拢温度可以有效地减小结构应力;在上部悬挂下部支承结构体系转换过程中,吊柱拉、压应力变化范围在-51~43 MPa之间,处于安全范围内;卸载过程中,每次卸载顶部桁架最大应力与楼层竖向位移变化值均较小,结构卸载安全性高,施工技术方案可行。研究成果可以为类似结构形式的施工提供参考。

考虑下部支承的空间双层柱面网壳强震响应规律及隔震研究

空间双层柱面网壳结构在实际工程中多用做屋顶结构,因此当地震发生时,网壳结构并不直接承受地震动作用,而是与下部支承结构共同承担。以往的研究通常将下部支承结构简化,导致对包含下部支承的整体结构强震响应规律缺乏足够认识。本文基于有限元软件ABAQUS对考虑下部支承的空间双层柱面网壳结构强震响应行为进行了大规模参数化分析,考察了不同的上部网壳结构参数对结构抗震性能的影响特点和规律。与此同时分析结果表明下部支承结构的动力放大效应是导致结构破坏的重要原因;不同的上部柱面网壳参数对结构强震响应具有明显的规律性。将新型三维隔震支座应用于不同参数结构中,总结了新型三维隔震支座在不同结构中的隔震特点和规律。结果表明,新型三维隔震支座在不同的空间柱面网壳结构中均具有普遍的隔震效果。

中科院量子院巨型钢框架——上部悬挂下部支承结构建造技术研究

中国科学院量子信息与量子科技创新研究院1号科研楼A区跨河段采用巨型钢框架—上部悬挂下部支承结构体系,最大跨度达45 m,施工难度大,技术要求高。目前国内外对于此种结构体系的工程应用和理论研究较少见。针对巨型钢框架—上部悬挂下部支承结构体系,提出了此类结构的四种施工方案,采用Midas/Gen软件对不同施工方案进行了仿真模拟,对比分析了不同钢构件安装顺序和楼层混凝土浇筑顺序对整体结构的竖向变形和最大应力的影响,同时讨论了桁架与吊柱等关键构件的变形和应力的变化规律。结果表明:采用由上至下的逆向钢构件安装顺序及由上至下的楼层混凝土顺序能大幅降低结构的竖向变形,降低吊柱的变形与应力,充分发挥桁架的悬挂与支承作用,同时,能降低多数桁架杆件和吊柱在混凝土浇筑过程中的变形和应力。本文研究成果将为上部悬挂下部支承结构体系施工提供科学依据。

下部支承结构对网架结构受力状态的影响分析

本文回顾对比了网架结构的基本计算方法和混凝土框架-钢网架混合结构常用简化分析方法。结合某办公楼工程实例分别建立上部钢网架结构的单独计算模型和混凝土框架-钢网架结构整体有限元模型进行结构分析,通过对两种计算模型分析结果的比较,分析下部混凝土支承结构对上部网架结构受力状态的影响。

浅析曲线梁桥下部支承方式的设计

本文介绍了曲线桥梁的受力特点,分析了不同支承形式对曲线梁桥受力的影响,为曲线梁桥设计提供参考。

跨度网架与下部支承结构协同作用分析

本文以跨度网架结构为主要研究对象、以跨度网架结构与下部支承体系为研究对象、以跨度网架结构、下部支承体系与基础为研究对象的工作问题研究历程出发,结合工程概况以及结构材料进行算法分析,我们可以发现在对不规则网架、下部混凝土结构支承复杂结构进行设计的过程中设计时,网架设计不能仅仅采用单独网架模型进行计算分析设计,需要采用整体分析模型进行设计.

考虑下部支承结构协同变形的椭圆形弦支穹顶结构温度效应研究

空间结构周边约束刚度是影响结构温度变形和温度应力的主要因素之一。周边约束刚度与支座刚度、下部支承结构侧向刚度有关,而目前大部分研究中忽略了下部混凝土支承结构侧向刚度的影响,使得分析结果不能准确反映结构的实际状态。以天津宝坻体育馆椭球形弦支穹顶结构为背景,建立包含下部混凝土支承结构的整体模型,研究了下部支承结构侧向刚度对结构温度效应的影响,发现合理考虑下部支承结构的侧向刚度可有效降低结构的温度应力、温度变形和支座反力。

考虑下部支承效应的单层柱面网壳结构抗震性能研究

为研究下部支承对单层柱面网壳整体结构抗震性能的影响,建立了包含下部支承的整体结构有限元模型。通过增量动力分析方法对典型算例开展参数分析,分析了下部支承刚度、屋面荷载等参数对整体结构抗震性能的影响规律。结果表明:考虑下部支承与单层柱面网壳的耦合效应后,结构的自振频率减小,整体结构的刚度明显减弱;单层柱面网壳耦合体系的强震失效模式为强支承结构的网壳动力强度破坏与弱支承结构的支承动力强度破坏;随着支承刚度的增加,整体结构的承载力先减小后增大,网壳结构的塑性发展程度先增加后减小,下部支承结构的塑性发展程度逐渐减小;支承刚度越大,屋面荷载对结构承载力的影响越明显,整体结构的承载力随着屋面荷载的增加逐渐降低;考虑下部支承后整体结构的承载力降低了42.4%~85.5%,降低的原因主要包括下部支承结构的动力放大作用和柱间的不同步效应。

拱型波纹钢屋盖下部支承结构的设计与分析

主要针对拱型波纹钢屋盖结构的钢与混凝土两种下部支承结构在实际设计中的问题和影响因素等问题展开分析。根据拱型波纹钢屋盖结构的受力特点,建立了下部结构的计算模型。算例分析表明:跨度、矢跨比对拱脚水平推力影响均较大;矢跨比较大、柱高较小或柱距6m左右时,拱型屋盖下部采用钢结构较经济,而对于小跨度(尤其是跨度为18m左右)时,采用钢支承结构不够经济。建议通过梁端加肋或采用箱形截面钢梁减小拱脚水平推力的扭转影响。此外,按照悬臂梁对称配筋的方式对下部混凝土柱进行设计较简单方便且误差很小。

下部支承柱受冲击作用时单层柱面网壳的动力响应分析

为研究单层柱面网壳在下部支承结构受到冲击荷载作用时的动力响应,建立带有下部支承柱的36m×20m三向网格网壳,根据结构的应力和变形,将结构在冲击荷载作用下的动力响应分为3种模式.分析了网壳在不同响应模式下的变形特征,并对冲击荷载作用下的网壳结构塑性发展规律进行了研究.通过改变冲击物的质量、冲击速度和冲击作用点的位置,讨论冲击能量和冲击高度对结构响应的影响.研究结果表明:冲击能量越大时,网壳变形越大;冲击动能相同时,冲击物质量越大时,网壳变形越大;冲击作用高度越大,结构受损越严重;冲击力的大小随冲击高度的变化为先减小后增大,且在高度最低时,取到最大值.

大跨度钢屋盖结构与下部支承结构协同工作的研究

在经济水平不断上升的今天,人们给物质文化生活水平提出了更高的要求,基于这样的要求相关的大跨度的场馆以及展厅等工程数量逐渐上升。通常情况下这种项目的上部分都是使用大跨度的钢屋盖结构,其下部分使用的是支承结构。因为在设计的时候其结构都是相互分开的,所以经常就会把上部分与下部分的内容分开考虑,一般都是使用固定铰支座来对桁架结构的支撑进行模拟,这种方式明显是存在弊端的,不仅会带来一定的安全问题,还会使得成本投入加大。基于此,本文将会以某一工程为例对其模型进行分析,确定出适合的方式模拟方式。

钢管柱支承单层网壳结构抗冲击动力性能试验研究

为了研究带有下部支承柱的单层网壳结构在斜向冲击下整体结构的抗冲击动力性能,对下部支承为钢管柱的单层K6型网壳结构进行了斜向冲击试验与仿真模拟分析,得出结构的破坏模式与动力响应特性;基于大比例的钢管柱支承网壳模型冲击试验,通过动态应变仪和位移传感器、加速度传感器,获取冲击物斜向入射冲击结构时关键杆件和关键节点的时程响应数据,借助高速摄影机拍摄冲击历程、结构各阶段变形及破坏形态,并将试验研究与仿真结果进行分析对比。研究结果表明：钢管柱支承单层网壳结构在斜向冲击试验中的破坏模式可以总结为两种;斜向冲击试验所得动力响应结果与仿真分析吻合;随着冲击能量的增大,上下部结构的响应都随之增大,且下部柱大于上部网壳;随着冲击高度的提高,结构上下部的位移与应变均增大,加速度的变化情况无明显规律;动力响应由冲击部位传至整体结构的时间约为1.2~6.1ms。

冲击荷载下单层球面网壳动力响应分析与试验研究

为分析带下部支承结构的Kiewitt-6型单层球面网壳在冲击荷载下动力响应,在ANSYS/LS-DYNA中建立钢管柱支承的单层球面网壳数值分析模型,据冲击响应特点,总结四种响应模式,研究冲击能量、冲击位置、环梁刚度对上部网壳动力响应影响。进行钢管柱支承的单层球壳模型冲击试验,测量、分析结构的动应力、动位移及加速度,研究冲击柱破坏模式。结果表明,四种响应模式以冲击柱破坏模式(轻微损伤、局部凹陷、压弯破坏、剪切破坏)为典型特征;除响应模式4,网壳动力响应随冲击能量增大而增大;柱中为最不利冲击位置;环梁刚度增大,网壳动力响应减小;有限元分析结果与实测结果吻合较好,验证数值计算方法的正确性。

不同墩柱形式曲线桥主梁合理数值模拟方法研究

目前已有大量针对曲线桥主梁建模方法的研究,但其实用性仍存在一些不足,特别是缺乏针对不同下部结构形式的主梁数值模拟方法适用范围的探讨。该文以京开立交某匝道桥为工程原型,建立不同曲率半径、桥面宽度以及下部支承形式的曲线桥主梁数值分析模型,并以曲线桥边墩支座变形及中墩墩底剪力作为关键结构响应,探讨单梁法、脊梁法、梁格法模型在桥梁地震反应中的误差规律。该文研究结果针对不同类型曲线桥的主梁建模方法提出了合理化的建议,对曲线桥在抗震设计中提高建模的精度和效率具有重要意义。

蒸汽发生器下部水平支承改进型缓冲结构刚度性能试验

介绍核电厂蒸汽发生器(SG)下部水平支承改进型缓冲结构,以及截面尺寸为10 mm×10 mm缓冲结构的刚度试验选材、试验设备、载荷施加方式等,并对缓冲结构刚度试验的结果进行处理,得到此改进型缓冲结构在不同区间内的加载载荷与位移之间的关系式、对应的弹塑性区的刚度值以及加载载荷与残余变形之间的变化曲线。