跳格布置对无内环空间索桁结构抗风性能影响研究

无内环空间索桁结构作为一种新型索桁张拉结构,具有跨度大、自重轻、抗连续性倒塌性能优越等特点。通过CFD技术模拟了结构的表面风压系数;利用线性滤波器法中的AR法,模拟了结构上表面所有节点的脉动风速时程;采用时域分析法,与原结构相比,研究了三种跳格布置方案的结构在风荷载作用下位移、内力以及风振系数的变化情况。研究结果表明:风荷载作用下,跳格布置方案主要增大了结构在跳格处的竖向位移,对于非跳格处影响有限。分别采用三种方案,即方案1:内环1所有压杆跳格;方案2:内环2所有压杆跳格;方案3:内环3所有压杆跳格。其中,采用方案3的结构竖向位移不满足《索结构技术规程》(JGJ 257—2012)中的相关要求;除采用方案2的结构压杆内力外,采用方案1,2的结构与原结构在最大内力和位移两方面基本一致。跳格布置仅对结构在跳格处的节点位移风振系数有影响,而对内力风振系数以及非跳格处节点位移风振系数无显著影响。建议原方案、方案1和方案2的结构位移风振系数分别取1.55,1.68,1.52。3种方案的上弦索、下弦索、压杆内力风振系数分别取1.07,1.11,1.13。

无内环空间索桁结构布置方案

基于新型索杆张拉结构——无内环空间索桁结构,运用非线性有限元法对主体索系结构布置方案进行研究.首先,总结了索网布置方案的研究现状并提出了一种研究索网方案的新思路.其次,根据膜屋盖单片膜面跨越的长度限值,提出3种索网模型:密实模型、标准模型与稀疏模型,根据新研究思路设计了3种索网方案.对比分析了3种索网方案的可行预应力分布以及荷载-节点位移曲线,论证了3种索网方案的合理性.然后,研究了3种索网方案的用钢量及对称与非对称荷载下的力学性能,并对3种方案分别进行了预应力、截面面积以及预应力对结构动力特性影响的参数分析.结果表明,索网密集程度超过一定程度不仅会导致结构总用钢量增大、造成浪费,而且没有明显改善结构的受力性能.最后,给出了无内环空间索桁结构环向等分数建议值.

无环索预应力索支结构新体系

现有预应力空间结构有很多采用环索,环索是结构关键构件且索力巨大.环索作为关键构件不利于结构抗连续倒塌,环索拉力巨大增加了结构设计、施工等方面的难度.为解决以上问题,提出了无环索预应力索支结构新体系,详细介绍了新体系的构成、结构特点、理论与试验研究进展.目前为止,已经研发出无内环空间索桁结构、无内环单层索支结构、无环索弦支穹顶结构和无环索大开口索承网壳结构等具体形式.基于理论与试验研究成果发现,无环索预应力索支结构新体系具有很好的抗连续倒塌性能,索力分布均匀、拉力显著降低,而且易于制作和施工,具有很强的工程实践可行性.