环向空间预应力结构模型振动台试验研究

某新建国际网球赛馆为大型空间预应力混合结构。其主赛馆看台为倒锥形现浇预应力混凝土结构,屋盖为开闭式钢结构。对该结构进行了缩尺模型的振动台试验,根据几何相似和预应力等效的原则,研究解决了小比例振动台模型中预应力筋配置和预应力施工的技术课题,探索了该类旋转对称、高宽比较小的空间结构不同于普通高层结构的振动测试布置方法。试验验证了这一结构以扭转为主的振型特点,揭示了环向预应力在保证结构维持罕遇地震作用下的整体性上的重要作用,并对工程作出了抗震性能评价。

空间预应力钢结构拉索等效预张力确定方法研究

为准确进行考虑施工过程多因素非线性耦合效应的预应力拉索施工全过程分析,对空间钢结构预应力拉索施工过程中最活跃参数——索力的确定方法进行提炼和拓展。给出拉索等效预张力的具体概念,并指出在整个预应力施工过程中拉索等效预张力相对索力更加稳定。对比直接法和迭代法用于拉索等效预张力确定时的优缺点,得出迭代法更适用于确定非线性较强的空间预应力钢结构拉索等效预张力的结论。推导基于设计初始态确定拉索等效预张力的增量比值法、定量比值法、补偿法和退化补偿法,并给出相应的基本假定和迭代公式。针对比值法易导致迭代法发散和补偿法迭代速度较慢等缺点,提出综合了增量比值法和退化补偿法的混合法,并给出相应的迭代计算流程。最后,通过济南奥体中心体育馆钢屋盖实际算例验证各种方法的准确性和有效性。

预应力空间结构施工控制张力的逆向计算法

逆向计算法能计算预应力空间结构中索的施工张力控制值,当采用分组分批张拉施工方法时,每批索只要一次张拉到计算所得的施工控制张力值即可,当最后一批索张拉完毕,所有组索的实际内力将达到它们各自的张力设计值。

拉索预应力空间网格结构的索张力计算及张拉全过程分析

实际工程中,对于拉索预应力空间网格结构的索张拉是一个需要反复调整的繁琐过程。对此,提出了一种针对多阶段多批次张拉施工全过程分析的计算方法,用以提高索张拉施工的效率。该法通过不断减小拉索实际张力与目标张力的差值来求解各索在张拉过程中应该产生的初始应变,最后只要利用计算结果并按照预定的顺序张拉,便可使所有索只经过一次张拉就能最终达到各自的目标张力值。对一个150 m跨度的拉索预应力球面巨型网格结构进行了计算,并利用计算结果,对结构的杆件内力和最大节点位移进行了张拉全过程跟踪分析。结果表明,在实际工程中采用上述方法进行计算与张拉是切实可行的,另外,在张拉过程中进行跟踪分析十分必要。

预应力空间网格结构的预应力施工控制理论研究

针对预应力空间网格结构在在预应力施工过程中的实际状态与理论分析模型存在差异的情况,提出"预应力空间网格结构的预应力施工控制"问题。并从系统分析的观点出发,建立索力递推系统对该问题进行详细讨论,从理论上证明只有在索力间相互影响满足一定要求的情况下,恒以目标索力为索张拉力进行循环补拉才能使实际索力不断逼近目标索力,但逼近的速度受3个因素的影响:索力间相互影响、索数目、循环补拉开始前实际索力与目标索力的差值。索力间相互影响越大,索的数目越多,张拉开始前实际索力与目标索力相差越大,则实际索力逼近目标索力的速度越慢,为达到目标索力要求需要进行的循环次数也会增加。为此,提出"基于索力观测值的预应力施工方案决策"的概念,讨论两种基于索力观测值的预应力施工方案决策方法:数学方程法和迭代求解法。最后通过工程算例验证所提出的预应力施工控制理论的正确性。

预应力空间结构索力修正施工的分析方法

针对预应力空间结构中的拉索存在较大预应力误差问题,提出了索力修正分析方法,该方法的分析过程分两个阶段进行:第一阶段起点为结构的"零预应力态",终点为结构存在预应力误差的"实测预应力态",通过结构分析计算使各拉索存在的张力计算值与实测值相拟合;第二阶段起点为"实测预应力态",终点为结构理想的"设计预应力态",通过结构分析计算使各拉索的存在张力计算值与设计值相拟合,采用循环迭代的求解方法得到各拉索的施工张力修正值.工程算例表明,本分析方法可应用于预应力空间结构索力修正施工的仿真分析,利用其计算结果可使结构中的索力修正施工变得有序、简捷、准确.

随机参数拉索预应力空间铰接钢结构随机内力摄动分析

同时考虑拉索刚度、钢索预拉力、边界弹性约束刚度及外荷载的随机性 ,得到了随机参数拉索预应力空间铰接钢结构随机内力摄动分析的一般公式及其统计特性的计算表达式 .文中所建立的计算模型为进一步进行拉索式预应力空间铰接钢结构的可靠性分析奠定了一定的理论基础 .

一种新型的预应力大跨空间结构动力特性分析

以郑州国际会展中心会议厅钢屋盖为研究对象,根据ANSYS有限元分析程序中的模态分析,利用子空间迭代法对结构进行了计算,分析了这种新型的预应力大跨空间钢屋盖的动力特性.通过建立了3种不同预应力状态下的分析模型,从而对预应力的施加对结构的影响进行了全面分析.优化出了空间性能良好、受力合理的预应力状态.

基于系统可靠度的预应力空间网格结构优化

为降低预应力空间网格结构系统优化分析的复杂度,提出一种利用改进的遗传算法进行结构系统可靠度约束下的最小质量优化设计的方法。该方法将系统可靠度作为结构优化控制参数,采用分枝限界法判定系统的主要失效模式,应用PNET法计算系统的可靠度。算例分析表明,该方法得到的最优个体质量相对于最佳矢量型法降低了2.82%。该方法合理有效,具有工程应用价值。

预应力空间网格结构施工中的支撑可靠性研究

介绍了某展示大厅采用的预应力空间网格结构体系,对施工过程中网壳出现的"弯杆"、挠度过大等问题进行分析,提出相应的解决方案,计算了不同沉降位移情况下的弯杆数目,提出支撑沉降的具体控制数值以小于20 mm为宜。

空间大悬挑预应力索-桁钢结构制作安装技术

武汉体育中心工程大跨度钢索结构篷盖系统由空间钢桁架大悬挑梁和伞形索膜单元张拉组成,其结构造型新颖、施工工艺复杂、施工难度大是同类建筑中少有的。介绍了该工程的施工技术。

拱支预应力网架结构的预应力全过程分析方法

以武汉长江防洪模型试验大厅为工程背景,提出一种新型的杂交空间结构体系:拱支预应力网架结构。结合该结构体系的特点,从索初始形变的角度出发,建立了该结构的刚度法理论,并提出了预应力全过程分析的混合影响矩阵法、循环迭代逼近法、索初始形变"顺序分析法"以及索张拉力"顺序分析逆迭代法"等方法,形成该结构预应力全过程分析的完整理论,不仅适用于拱支预应力网架结构,也适用于其它类似的杂交空间结构。最后,通过长江防洪模型试验大厅工程实际算例验证了该方法的准确性和有效性。

拱支预应力网架结构的预应力全过程分析方法

以武汉长江防洪模型试验大厅为工程背景,提出一种新型的杂交空间结构体系:拱支预应力网架结构。结合该结构体系的特点,从索初始形变的角度出发,建立了该结构的刚度法理论,并提出了预应力全过程分析的混合影响矩阵法、循环迭代逼近法、索初始形变"顺序分析法"以及索张拉力"顺序分析逆迭代法"等方法,形成该结构预应力全过程分析的完整理论,不仅适用于拱支预应力网架结构,也适用于其它类似的杂交空间结构。最后,通过长江防洪模型试验大厅工程实际算例验证了该方法的准确性和有效性。

白云机场预应力钢结构张拉索力损失分析

广州白云国际机场二期工程屋盖结构横向连接桁架下弦杆采用预应力拉索结构,为保证张拉过程中索力达到设计值,分别进行了预应力拉索在张拉过程中无黏结钢绞线与外包护套及外包护套与钢管内壁摩擦、锚具回缩索力损失分析,充分掌握结构的性能和施工过程变化规律。

预应力钢结构的发展及应用

通过介绍预应力钢结构的特点和受力机理,表明预应力钢结构具有良好的结构性能和良好的经济实用性,并对预应力钢结构的发展进行了展望。

多次预应力空间钢网壳在我国攀枝花体育馆首次落成

由二战后发展起来的空间钢结构和预应力新结构和新技术,新近二者新结合开发创新成功的预应力空间钢结构,首次在我国四川省新兴钢城——攀枝花市的体育馆建成,并于1995年3月在该馆召开了群众集会,热烈欢庆毛主席批准建市30周年。 此项堪称现代工程最新成就的多次预应力钢网壳屋盖,可比平板网架少用钢1/(2～3)。

单元拼装式自平衡预应力网架仿真分析

提出了单元拼装式自平衡预应力空间结构的概念,阐述了此种结构形式的受力机理及特点,以一个28m跨的空间网架结构为例,介绍了基本单元、材料、截面形式及节点的设计,并对结构施加预应力阶段和使用荷载作用阶段的内力、变形进行了仿真分析。

预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制研究

预应力张拉是确保预应力空间网格结构实现预期设计状态的关键,但施工误差的随机变异影响了张拉过程的可控性。为此,提出一种预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制方法。在考虑施工材料参数与几何参数误差的基础上,首先对基准结构模型进行概率有限元分析,获取误差结构响应与预张力控制方案的样本对;然后利用BP神经网络的非线性映射功能,以概率有限元分析结果为训练样本,构建结构响应与预张力控制值的关系模型;在实际的多阶段张拉过程中,基于前一阶段的实测结构响应数据,利用构建的神经网络关系模型预测下一阶段的张拉控制力。利用ANSYS软件的概率设计模块与MATLAB软件的神经网络工具箱,编制了反馈控制的实现程序,并针对预应力弦支穹顶结构的数值算例进行模拟分析。结果表明:利用建议的方法能够实现对预张力控制方案的动态调整,确保结构张拉完成时实现预期设计目标。利用一3 m跨弦支穹顶模型,通过误差可调节点对结构施加节点安装误差,基于实测结构杆件内力与节点位移,对结构模型的径向索张拉过程进行了索力反馈控制试验。结果表明:施工误差影响下,结构张拉完成时径向索力达到目标预应力值,验证了反馈控制方法的有效性。