金属波纹拱壳屋盖板厚取值研究

通过对MIC-240波纹拱壳结构进行大变形非线性分析,结合已有的实验结果,给出了21～36m跨度,不同矢高比,不同钢板厚度时,波形拱壳屋面所能承受的最大雪荷载和最大风荷载,其结果可供设计人员参考.

一种新型薄壁钢结构——无波纹拱壳屋顶

通过对波纹拱壳屋顶结构存在问题的讨论 ,介绍了一种新型薄壁拱壳结构 ,即无波纹拱壳屋顶。并分析了适合于这种结构的几何非线性有限元理论。最后 ,通过算例对无波纹拱壳结构的极限承载力与波纹拱壳结构进行了比较 。

大批波纹拱壳屋顶倒塌的事故分析及其安全改进措施

波纹拱壳屋顶是一种新型的大跨轻钢结构。由于其造价低、施工期短 ,在国内已得到大规模的应用。1996年起 ,我国有几十个大跨波纹拱壳屋顶由于大风或大雪而相继发生坍塌事故 ,这类伤亡事故引起了业界的高度重视。笔者从波纹拱壳屋顶的设计理论、成型工艺、施工工艺、材质等几个方面探讨了波纹拱壳屋顶发生坍塌的原因 ,分析了影响波纹拱壳屋顶安全性能的几个主要因素 。

金属波纹拱壳屋顶有限元模型的自动生成

用细化有限元模型网格的方法来模拟金属波纹拱壳屋顶结构实际的波纹形状是一种有效的分析方法 ,但却使得网格非常密集 ,有限元模型比较复杂。应用有限元网格自动剖分理论 ,采用平面超单元变换剖分法 ,编写程序实现了金属波纹拱壳结构有限元模型网格的自动剖分 ,大大节省了计算机建模时间 。

无波纹拱壳结构极限承载力研究

通过对波纹拱壳结构和无波纹拱壳结构进行理论分析和几何非线性有限元计算，得出无波纹拱壳结构的稳定承载力远高于波纹拱壳结构这一结论。

新型无波纹拱壳的承载力研究

波纹拱壳在我国是一种新型的空间结构。由于其造价低、工期短 ,在国内得到了大规模的应用。目前在国内每年的施工面积都在 2 0 0万平方米以上。但大量波纹拱壳倒塌事件引起了业界的广泛重视。针对波纹拱壳的不足之处 ,开发了一种新型的拱壳结构———无波纹拱壳。通过对这种结构进行非线性有限元分析 ,研究了影响无波纹拱壳承载力的主要因素 ,并将两种拱壳结构的承载力作了比较。研究结果表明 :无波纹拱壳结构具有承载力高 ,成型工艺简单的特点 。

金属波纹拱支座刚度对其稳定承载力的影响

金属拱型波纹屋顶结构属于冷弯薄壁构件 ,稳定问题是影响其承载能力的关键因素。以W6 6 6金属拱型波纹屋顶为研究对象 ,利用简化的计算模型 ,对 18m和 30m跨波纹拱 ,分别利用有限元分析程序SAP93进行计算 ,研究了波纹拱在不同跨度、不同支座形式下 ,不同外荷载对该结构受力性能及稳定承载力的影响。结果表明 ,相同状态下的结构稳定承载力 ,30m跨的低于 18m跨的 ;支座形式对结构的稳定承载力影响很大 ,为保证结构安全可靠 ,在实际工程中应尽量采用固支或接近于固支的支座形式 ;

金属拱型波纹屋盖在风荷载作用下有限元分析

以W666型金属拱型波纹屋盖为研究对象,对不同矢高比ll、支座边界条件为铰支和固支的18m跨波纹拱在风荷载作用下进行了几何非线性有限元分析,并得出一些重要结论,这些结论为波纹拱的设计、研究和应用提供了一定的参考和借鉴。

金属拱型波纹屋盖动力性能研究

以W 666型金属拱型波纹屋盖为研究对象 ,对 18m、3 0m跨波纹拱进行了动力性能有限元分析研究 ,得出了一些重要结论 ,为波纹拱的设计、研究和应用提供了一定的参考和借鉴。

波纹钢板拱桥结构性回填影响及措施浅析

波纹钢板拱埋置式结构作为一种柔性结构,必须依赖拱周围结构性回填土的支撑或土与结构之间相互作用来发挥结构的承载力并维持拱截面形状。因此,了解和掌握结构性回填影响因素及正确选用结构性回填材料与回填控制技术措施尤为重要。随着我省平互大公路、扎碾公路等工程中的波纹钢板拱桥实施,分析总结出了结构性回填的影响基本因素与工程实践控制,为以后同类工程项目提供经验借鉴。

钢波纹管-混凝土组合式拱涵计算方法研究

以某新型钢波纹板-混凝土组合式拱涵为研究背景,基于经典力学理论,将钢混组合式拱涵简化为平面应变问题,推导了其内力、强度及稳定性计算公式,同时建立ANSYS有限元模型,得到了强度及稳定性近似解。计算结果表明:钢波纹管-混凝土组合拱涵施工过程中最大Von mises应力为46.1 MPa,混凝土最大拉应力0.59 MPa,最小一阶稳定系数126.51,强度及稳定性均满足规范要求。

梯形波纹钢板的几何形状对波纹钢板拱的力学性能影响研究

利用ABAQUS有限元软件,建立波纹钢板拱的计算模型,研究了梯形波纹钢板的厚度、波高以及水平段长度对波纹钢板拱力学性能的影响。研究表明:增加波纹钢板的厚度和波高,可以增强波纹钢板拱的承载能力;增加波纹钢板的水平段长度,结构的最大应力和最大挠度呈现先降低后增加的变化趋势,波纹钢板的水平段长度存在一个合适值。根据波纹钢板结构参数对波纹钢板拱力学性能的影响研究,提出了波纹钢板顺桥向变厚度布置和横桥向变波高布置的两种布置模式,计算表明:波纹钢板顺桥向变厚度布置可以降低结构的应力和挠度,波纹钢板横桥向变波高布置同样可以降低结构的应力和挠度,综合采用两种布置模式,可以极大程度地提高波纹钢板拱的承载能力。

建筑结构形式发展的“力矩减少论”

本文总结了人类社会建筑结构形式发展的力学规律——"力矩减小论".人类几十万年(或几百万年)建筑结构形式的发展都不自觉地遵循着这一客观规律.只有符合此规律的建筑结构才能保留至今,屹立不倒.否则建筑结构很难存在至今.有人类以来,建筑结构都在朝着跨度、高度不断增加的方向发展,因此技术难度不断增加.只有力矩不断减小,跨度和高度才能继续增加.掌握了这一规律,才能自觉地加以运用,设计时才能目的明确,才能建造更大跨度、更高的新型建筑工程.为此开发了具有自主知识产权的新型结构:索托结构、劲柔索张拉结构、无波纹拱壳等.文中重点讨论了力矩减小的理论依据、结构效率系数K的定义,该系数给出了不同结构形式的结构效率,可供建筑结构设计人员选型时参考.

钢波纹板拱上覆土压力研究

钢波纹板拱结构以其优越的受力性能,其应用越来越广泛,但国内对其力学性能的研究较少,设计无规范可依,存在一定的盲目性。为研究其上覆土压力分布情况,进行一个半径0.5米的半圆弧拱结构进行土压力测试,通过与现有钢波纹板土压力计算结果进行分析,再通过推导相对刚度系数对土压力进行折减。推导出的相对刚度系数对钢波纹板拱结构的土压力计算具有适用性。土压力分布情况是:填土较低时土压力小于土柱计算值;填土较高时呈现土拱效应,其值大于土柱理论;采用相对刚度系数折减的土柱法计算值更符合实验数据,适用于结构设计。

双层波纹钢混凝土组合拱静力性能研究

为提高传统波纹钢拱的刚度和承载力,提出了一种双层波纹钢混凝土(SCS)组合拱结构,其主要包括内外两层波纹钢板以及核心混凝土。为了研究SCS组合拱的静力性能,开展了1个SCS拱跨中加载试验,获得了其承载力以及破坏模式。相较于波纹钢-钢筋混凝土拱和钢筋混凝土拱,在相同的钢与混凝土用量下,SCS拱的承载力更高,这是由于波纹钢有助于增大截面惯性矩以及截面抗剪强度。基于试验结果,建立并验证了有限元模型,分析了混凝土厚度和强度、波纹钢厚度和强度、连接键对受力性能的影响。有限元分析结果显示混凝土厚度与强度、波纹钢厚度与强度的提高均能提高SCS拱的承载力;连接键设置不足将导致波纹钢与混凝土的界面破坏,严重削弱SCS拱的刚度以及承载力。

拱形钢波纹板加固钢筋混凝土盖板涵探析

常用的盖板涵加固方法主要有碳纤维加固法、体外预应力法、门式刚架法等,但上述加固方法存在施工技术要求高,施工工艺复杂,施工费用高等缺点。本文提出一种全新的加固方法——拱形钢波纹板加固法,该加固法具有不影响行车、永久性根治盖板病害等特点。

公路涵洞加固方法探讨与实例

公路涵洞出现病害,根据涵洞使用功能,对内嵌钢波纹板拱和钢波纹管的方案进行了技术和经济综合比较,推荐采用钢波纹板拱加固盖板涵的方法进行施工。经过几年运营的验证,取得了良好的效果。

索壳建筑结构的研究与应用

针对拱形波纹薄壳建筑结构在雪载、风载等复合荷载作用下容易失稳的缺陷,引进索桥设计理论,在建筑需要的高度上穿过拱壳设置拉索,拉索两端固定在基础上,通过两侧外墙上的杆件对拱脚施加压力,解决了拱脚圈梁变形大拱壳易失稳,又保持了拱壳结构大空间的优点和低造价的市场优势,同时实现了这类建筑的产业化、装配化生产。