大跨度斜拉立体桁架的自振特性分析

采用分块兰索斯法(BLOCK LANCZOS)计算了大跨度斜拉立体桁架的自振频率与振型,分析总结了该结构的自振特性的特点,探讨了跨度、塔高、塔柱的刚度、桁架高度、拉索的间距和拉索刚度以及屋面荷载等参数对结构自振频率的影响。计算表明,大跨度斜拉立体桁架结构体系频谱分布比较密集且具有较低的自振频率。文中得出的一些结论,对工程结构的设计与分析具有一定参考价值。

大跨度斜拉立体桁架的水平地震反应分析

大跨度斜拉立体桁架是一种频谱密集周期较长的杂交结构体系,以该结构的两塔三跨和一塔两跨两种体系为对象,研究了通过控制振型参与质量贡献率来确定采用振型分解反应谱法分析时参与组合所需的振型数,探讨了水平地震反应分布规律,并进行了时程分析。研究表明:地震反应振型组合需取前20阶振型具有足够的精度,桁架最大竖向位移和塔顶水平位移及桁架和索的内力反应不大,而塔根的内力反应较大,设计时应给予足够重视。对一塔两跨体系,时程分析结果比振型分解反应谱法分析结果普遍偏大,该结构体系在设计时应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

斜拉立体桁架的几何非线性分析

斜拉立体桁架是一种有发展前途的杂交结构体系,不需增加结构高度和构件断面,就能比较经济地跨越很大的跨度。本文基于UL列式,结合斜拉立体桁架的特点,采用了空间梁单元、空间杆单元、拉索单元相结合的混合有限元模型,分别对1塔柱2跨和2塔柱3跨两种不同形式的斜拉立体桁架进行了几何非线性静力分析,研究了由于拉索的垂度、大位移以及二者都考虑引起的非线性效应,并和线性分析作了对比,最后得出了一些结论供设计人员在设计中参考。

斜拉立体桁架结构的风荷载模拟

斜拉立体桁架结构是一种有发展前途的大跨度杂交结构体系。对于此种空间结构而言,风荷载是结构设计中的主要荷载之一。采用WAWS法,对具有随机性的脉动风荷载进行有效的人工模拟,并将求得结果与Davenport谱相比较。分析表明该方法可应用于斜拉立体桁架结构的风荷载模拟。

大跨度斜拉立体桁架的弹塑性地震反应分析

以大跨度斜拉立体桁架两塔三跨和一塔两跨两种常用的结构体系为对象,研究了在水平罕遇地震作用下的弹塑性地震反应,计算中考虑了几何非线性和材料非线性,其中材料非线性来源于立体桁架杆件的非线性。通过计算,找到了立体桁架在强震作用下的薄弱部位,并对弹性和弹塑性计算结果作了对比,其结论可供工程设计人员在设计时参考。

斜拉立体桁架极限承载力的双重非线性分析

斜拉立体桁架是一种有发展前途的大跨度杂交结构体系。针对两塔三跨和一塔两跨两种结构形式,基于UL列式,采用混合有限元模型,对该结构体系进行了几何非线性屈曲分析以及几何、材料双重非线性屈曲分析,得出斜拉立体桁架的极限承载力。计算结果表明,只有同时考虑结构的几何和材料非线性的屈曲分析方法,才能准确地评估出结构的极限承载力。同时研究了不同塔高、桁架高度、索距以及跨度对结构极限承载力的影响,从中得出了一些结论可供设计人员参考。

确定斜拉立体桁架预应力的一种新方法

斜拉立体桁架中拉索预应力值的确定是此类结构设计的关键问题之一。采用改进的双重循环迭代法确定拉索的预应力值,并作了算例。分析表明该方法是一种行之有效的方法,可供工程设计人员参考。

斜拉立体桁架一塔柱两跨结构体系的极限承载力分析

对斜拉立体桁架常用的一塔柱两跨结构体系,基于UL列式,采用混合有限元,分别按空间(面外自由)和平面(面外自由度约束)两种模型,进行了线性、几何非线性、材料非线性以及同时考虑两种非线性屈曲分析,得出结构的极限承载力。研究表明,空间模型比平面模型的安全因子低。线性屈曲和只考虑几何非线性屈曲两种模型的安全因子差别较大,而考虑材料非线性和双重非线性两种模型的安全因子比较接近。几何非线性对斜拉立体桁架的极限承载力影响较小,其结构极限承载力主要由材料非线性控制。立体桁架的塑性部位出现在距塔柱(5/8～3/4)主跨附近的弦杆、塔柱附近弦杆以及靠近塔柱拉索附近的弦杆。此外,探讨了塔高、桁架高度、索距以及拉索刚度对结构极限承载力的影响,其中索距对结构的极限承载力影响最大。