千斤顶单元法在大跨度钢屋盖拆撑过程数值模拟中的应用

大跨度钢屋盖拆撑过程分析是目前大型工程建设中常遇到的施工力学问题,其求解的难点在于千斤顶工作机理、临时支撑与主体结构脱离和接触以及临时支撑回弹现象的模拟,尚未得到有效解决。基于通用有限元软件平台,利用其模块中的只压不拉杆单元和经典梁单元的独特性质,把这两个特性不同的单元并联在一起,通过耦合单元两端相应节点的自由度和修正单元的刚度,构造一种组合型千斤顶单元。引入刚化系数α和软化系数β,分别对杆单元和梁单元的轴向刚度进行修正,研究给出了α和β的取值范围,使组合千斤顶单元具有实际千斤顶的性质。建立了拆撑过程分析的千斤顶单元法,能够模拟拆撑过程中千斤顶和临时支撑的工作机理及其与主体结构之间的相互作用。算例分析表明,千斤顶单元法理论正确,应用方便,可以用于实际工程中拆撑过程的模拟,能够分析主体结构及临时支撑内力和变形的变化历程。

大跨度钢结构屋盖拆撑过程数值模拟的千斤顶-间隙单元法

大跨度钢结构屋盖拆撑过程数值模拟的难点在于千斤顶工作机理的模拟、临时支撑与主体结构脱离及再接触的模拟、以及临时支撑的回弹现象.基于经典梁单元,构造了模拟千斤顶工作机理的只压不拉梁单元.建立了一种新的拆撑过程数值模拟方法:千斤顶-间隙单元法.该方法在千斤顶上端点与主体结构相关联节点之间设置一个两节点间隙单元,把千斤顶单元和间隙单元串连起来,通过对两个单元进行力学状态的判定及其参数的改变来模拟临时支撑与主体结构的脱离和接触.计算结果表明,所编制程序可有效模拟大跨度钢结构屋盖的拆撑过程.

大跨度钢结构屋盖落架分析方法

首先对大跨度钢结构屋盖的落架过程进行了简单分析,给出了落架应遵循的基本原则,并提出了“同步协调”和“分组分步”2种落架方式;其次,介绍了落架过程数值模拟的3种计算方法:支座位移法、等效杆端位移法和千斤顶单元法,并详细论述了各自的计算原理及特点;最后,基于ANSYS有限元软件,应用3种落架计算方法对3点支撑悬臂梁及国家体育场进行了落架过程模拟。结果表明,等效杆端位移法和千斤顶单元法是2种合理有效的方法,并可以方便地应用于工程实际中。

基于向量式有限元的大跨度钢结构施工力学分析方法

针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单元,实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上,利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序,并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析,与传统分析方法进行比较,验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明,采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程.

大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析的约束方程法

分类介绍了目前在大跨度屋盖钢结构拆撑过程模拟分析中常用的几种方法(即支座位移法、等效杆端位移法、千斤顶单元法和千斤顶-间隙单元法)及其特点,针对现有方法的不足,提出了一种新的拆撑过程模拟计算方法——约束方程法.分别采用已有模拟方法和该方法对一个三点支撑的两端固定梁进行了拆撑过程模拟分析;对采用各种模拟计算方法得到的千斤顶轴力、支撑点位移以及梁中弯矩进行比较,验证了该文方法的有效性.数值分析结果表明,约束方程法是一种合理有效的模拟方法,能够正确模拟大跨度屋盖钢结构拆撑过程计算模型中的卸载单元.

分散型预应力锚索实际工况承载力研究

普通预应力锚索主要通过锚固段与岩土体的摩阻力来获得足够的抗拔力,这样就造成了普通拉力型锚索在锚固长度上的应力分布不均,以及应力集中现象。分散型预应力锚索锚索实质是通过多根不同长度的无粘结钢绞线和钢制承载体将预应力分散作用于不同深度的岩土体里,形成多区段锚固单元,有效地解决了这一问题。但分散性锚索的施工锁定一直存在问题,本文通过不同的检测方法,得出实际工况承载力,经对各方法的分析、比较可知,并联千斤顶法是比较接近实际工况的张拉方法。