基于多重响应的大跨度空间网格结构重要构件评估方法

为统一大跨度空间网格结构在进行连续性倒塌分析时移除构件的判别方法.基于稳定与强度失效模式,给出大跨度空间网格结构重要构件初选范围的选取方法.在此基础上提出了基于初选范围的多重响应分析法,并将该方法通过算例进行验证后应用于世界大学生运动会主体育场中,得到此类折面空间网格结构的重要构件分布.该分析结果与实际工程的设计结果吻合较好.研究表明:基于初选范围的多重响应分析法简单实用,能够快速全面地评估大跨度空间网格结构中构件的重要性,弥补了现有方法只考虑单一结构响应的不足,解决了目前连续性倒塌分析中初始失效构件判别没有统一标准的缺陷,使备用荷载路径法得到了更广泛的应用.

大跨度空间网格结构在地震行波作用下的响应

本文对地震行波三向正交分量分别独立作用和联合作用下的大跨度空间网格结构的地震响应(包括结构控制点的位移、杆件内力、柱底弯矩等 )进行了数值分析 ,结果表明 :与一致地震振动相比 ,地震动的行波效应可使大跨度空间网格结构的控制点位移增大 2 1%、柱脚弯矩增大 79%、杆件内力增大 10 0 %,因此 ,在大跨度空间结构的抗震分析中必须进行详细的抗震分析。

多点输入下大跨度空间网格结构的地震响应分析

引用了FFT (fastFouriertransform)技术模拟多点输入下的竖向和水平地震加速度时程 ,水平相干函数模型采用著名的R .S .Harichandran模型 ,竖向相干函数模型采用刘先明博士提出的模型 .分别以多点输入法和行波法对大跨度空间网格结构的 2个实际工程的水平与竖向振动进行计算 ,并与一致输入法的计算结果进行对比 ,最终在非一致输入与一致输入上结构的差异、视波速及结构跨度对这种差异的影响以及行波法的精度三方面得出了一些重要结论 .

大跨度空间网格结构风荷载数值模拟方法

根据谐波叠加法和线性滤波法的基本原理,采用MATLAB语言编写程序分别实现了常规谐波叠加法及其改进的快速傅里叶变换算法和插值算法以及线性滤波法的自回归法对大跨度空间网格结构风速时程的数值模拟,并模拟了2个工程实例的风速时程.结果表明:对于大跨度空间网格结构,不同风速时程模拟方法计算效率从高到低的顺序依次为快速傅里叶变换算法、插值算法、自回归法和常规谐波叠加法,计算精度从高到低的顺序依次为常规谐波叠加法、快速傅里叶变换算法、自回归法和插值算法.综合考虑计算效率和计算精度,快速傅里叶变换算法最适合应用于大跨度空间网格结构的风速模拟.

大跨度空间网格结构节点损伤识别定位

为检测大跨度空间网格结构状况,对大跨度空间网格结构的节点损伤识别定位进行了研究,提出了适用于大跨度空间网格结构节点损伤识别的两步定位法.利用模态曲率变化比进行节点损伤的初定位,识别出损伤节点所在的子结构;以此子结构为研究对象,利用杆端应变模态变化比对节点损伤进行准确定位.以天津奥林匹克中心体育场屋盖结构为计算模型进行了节点损伤识别的定位模拟,结果表明,模态曲率变化比对节点损伤比较敏感,在节点发生较小程度损伤时便能将其所在的子结构准确地定位;杆端应变模态变化比能够准确地识别节点损伤的确切位置;从而验证了节点损伤两步定位法对大跨度空间网格结构的节点损伤识别定位的适用性和有效性.

多点输入下大跨度空间网格结构的虚拟激励法

采用虚拟激励法分析大跨度空间网格结构的随机地震响应,从结构节点位移响应方差和加速度功率谱两个方面考察了一致输入与非一致输入下结构响应的差异,得出了一些重要结论。虚拟激励法是一种高效且精确的方法,对于分析大跨度网壳、网架这样复杂结构在多点输入下的地震响应是很合适的。

大跨空间网格结构在多点输入下的弹塑性地震响应分析

采用时程分析法对大跨空间网格结构分别进行了多点和一致输入下的弹塑性地震响应分析,多点输入下的相干函数模型采用著名的R.S.H arichandran模型.对两种输入方式下的结构响应进行了对比,发现两者的塑性开展规律大体一致,但多点输入下进入塑性杆件的数量明显多于一致输入,同时塑性杆件分布更加均匀.

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.

宁波前湾新区玉海西路二号桥结构主体支撑架卸载过程分析

宁波杭州湾新区玉海西路二号桥钢结构装饰架工程主体结构为大跨度复杂空间网格结构,两侧立面均呈现椭圆形,整体结构呈现双曲复杂空间网格结构体系,安装过程难度大,采用架设临时支撑高空分段拼装的施工方法。主体结构支撑卸载过程采用了分阶段间隔拆除,结合现场位移观测,跨中核心支撑拆除全过程应力应变跟踪监测,结构仿真模型计算对比的方法有效保证整个卸载过程的安全可控。

大跨度空间网格结构的损伤定位

本文建立了基于模态曲率法和人工神经网络技术相结合的、适用于大跨度空间网格结构的损伤定位新方法,即首先应用模态曲率法判断结构是否发生损伤并识别发生损伤的局部结构,然后对发生损伤的局部结构利用人工神经网络技术识别损伤的准确位置。通过分析和比较发现,以模态曲率为基础的损伤参数比较适合于大跨度空间网格结构的损伤定位,三种以模态曲率为基础的损伤定位参数按有效性进行排序,从低到高依次为模态曲率、模态曲率差、模态曲率变化率;针对天津奥林匹克中心体育场大跨度悬挑管桁结构进行了不同损伤状况的数值模拟,验证了所建立的损伤定位方法的适用性和有效性。研究结果表明:利用模态曲率变化率识别损伤发生的大致位置,当单榀桁架发生损伤时,识别的准确率达到100%,当多榀桁架同时发生损伤时,识别的准确率达93.7%;采用人工神经网络技术识别损伤桁架的准确损伤位置时,在无测量噪声影响下,损伤定位的准确率达到97.0%,且测量噪声对损伤定位准确率的影响很大。

混凝土支承对大跨度空间网格结构力学性能影响及简化分析方法研究

迄今为止,国内外针对上部空间结构与下部支承结构协调工作的研究相对较少,采用固定支座、铰支座及滑动支座代替混凝土支承的处理方式无法准确反映结构的实际受力状态。通过对支承在约束方向上提供不同刚度的研究,提出考虑支承刚度的简化计算方法。分别将该简化计算方法、整体计算方法应用于深圳湾体育中心工程中,并与独立屋盖结构的计算结果进行对比,得出了三种计算方法在周期、振型、单元应力、杆件内力、结构位移及支座反力等方面的差异。研究表明:混凝土支承对大跨度空间网格结构模型的整体性能产生了显著影响,且整体结构计算模型的计算结果大多会偏于不利,因此有必要考虑空间结构与下部混凝土支承的协同工作。考虑支承刚度简化的计算模型的分析结果与整体结构计算模型吻合较好,有效地模拟了支承的弹性效应,并在约束方向上对空间结构提供了正确的刚度。

青岛世园会C馆施工监测与模拟分析

鉴于青岛2014年世园会植物馆C馆网格结构为大跨度异形结构。施工复杂、难度大且不易控制。利用弦式应变计和静力水准仪对该网架采用无线监测,监测该网架的竖向位移和杆件内力。同时采用了详细的有限元数值分析。研究结果表明,卸载时监测结果和有限元分析结果吻合较好,表明青岛2014年世园会植物馆C馆网格结构卸载成功。

开发信息集绵

建设部“发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见”中有关科技创新的部分;边坡生态防护技术;我国最大预应力混凝土箱型简支梁;大跨度空间网格结构的研发;新型隔（吸）声屏障;真空玻璃高节能写字楼在京落成;智能自动单梁双层幕墙;