预应力索屋盖结构的形状确定

对预应力索屋盖结构的形状确定问题进行了分类，并对其中一典型情况作了深入分析，建立了确定预应力索屋盖结构初始态预应力分布的理论、方法和方程、算例表明所提出的方法是合理、有效的。

FAST反射面支承结构整体索网分析

采用整体索网作为大射电望远镜(FAST)反射面的支承结构,网格划分形式为短程线型.通过对整体索网的初始预应力态的分析、工作状态的动态模拟以及结构的受荷分析,发现结构的拟合精度均能满足FAST电性能的要求,论证了整体索网结构作为FAST反射面支承结构的可行性.

柔性巨型摩天轮结构的非线性分析

结合某摩天轮工程实例,分析柔性巨型摩天轮结构轮缘和拉索的受力性态,合理选择初始态预应力度,优化结构性能.考虑初始缺陷分别对轮盘以及摩天轮整体结构进行稳定分析,研究其非线性屈曲特征.同时考虑几何非线性和材料非线性进行弹塑性极限分析,全面揭示其结构特性.分析和研究结果表明:预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,初始态预应力决定了结构受力性态,由辐射状拉索和立体桁架组成的轮盘结构提供了强大的抗侧和抗扭刚度,柔性巨型摩天轮结构稳定性能良好,塑性发展机制理想,最终破坏表现为强度破坏,弹塑性极限承载能力比较大,能满足摩天轮正常运行和暴风状态的要求.

空间整体张拉式悬索桥的结构设计与分析

某景观人行桥为跨度165 m的三跨连续悬索桥,主跨加劲梁竖曲线为圆弧,空间曲线主缆与索塔均朝横桥向外侧倾斜。根据桥梁的景观要求、几何形态与尺度、轻载特征及场地条件,设计了摇摆索塔的自锚式悬索桥结构系统。摇摆索塔由倾斜的桅杆与背索组成,缆索、桅杆及加劲梁共同形成了稳定的空间整体张拉结构系统。采用了桅杆-背索-加劲梁的整体式支座桥墩,在横桥向形成自平衡系统,抵消了桅杆的地基压载并避免了设置背索的重力锚碇。加劲梁重量轻,缆索的重力刚度很小,需要施加额外的预应力。为此通过初始预应力态设计来确定结构的预应力度,以外倾的平面悬链线为初始几何构形,根据索杆节点静力平衡条件计算主缆的初始预应力态空间线形与内力,按不动点原则和桅杆顶点的静力平衡条件确定桅杆-背索的受力平面方位。分别采用加劲梁的鱼骨式与壳单元有限元模型,计算了整体结构的静力与动力性能。计算结果表明:预应力增加了索杆系统的刚度与稳定性,减小了加劲梁的挠度;整体结构具有合理的刚度、稳定性与承载能力;相关结构性能指标符合设计规范的要求。

某体育馆弦支穹顶钢结构的弹塑性分析与设计

某体育馆钢屋盖为大跨度弦支穹顶结构。对结构布置和构件的尺度进行了研究,探讨了拉索的预拉力取值原则,设计了结构的预应力初始态,分别进行了弹性和弹塑性极限承载力计算分析。发挥了弦支穹顶结构体系的优势,符合结构设计的各项规定,同时又很好地满足了建筑设计的要求。对弦支穹顶结构体系的推广应用具有一定的参考价值。

柔性巨型摩天轮结构的力学解析与有限元分析

柔性巨型摩天轮结构体型庞大,结构形式特殊,刚性轮缘与柔性拉索相结合,边界条件复杂。同时采用了力学解析分析模型和非线性有限元数值模型对柔性巨型摩天轮结构体系进行非线性静力分析和研究,并以某柔性巨型摩天轮结构项目为工程背景进行了实例验证与分析。非线性静力分析结果表明:预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,结构受力性态主要由初始态预应力决定;力学解析与有限元数值两种模型的计算结果比较吻合,力学解析模型能揭示结构的受力特性,具有较好的实用参考价值。