索膜反射面可展开天线的形态设计

为研究金属反射网和索网的张紧状态对可展开天线形面精度的影响,考虑支撑桁架变形对索膜反射面可展开天线进行形态设计研究。金属反射网可看作一类薄膜结构,由于金属反射网和索网均需施加预张力来达到一定的刚度,因此首先基于索膜结构力密度方程进行形态设计,使其在自身预张力和外载作用下达到满足要求的形状和精度;索膜结构的张拉作用会导致桁架变形,造成再平衡后索膜反射面形面精度的降低和张力分布不合理,因此,需要建立天线整体的非线性有限元模型;对天线模型进行迭代修正,最后得到满足要求的张力设计变量和天线构型。最后通过相应算例,验证了方法的正确性。

乐山奥体中心体育场屋架结构索膜技术问题研究

乐山奥体中心体育场使用的轮辐式单双层混合索网结构,为全球首创混合索结构体系,在无相关经验可借鉴的情况下,针对该索膜结构技术问题进行研究。针对膜面高低起伏、排水路径不对称的情况,提出了普适性膜面排水模拟算法,并以此为基础,分析在各工况下单双索交会区域发生22~54mm深度积水情况;针对双层索区域撑杆排布可优化情况,进行撑杆优化方式及优化后动力特性与非线性承载力的变化分析,论证了优化方案可行性;针对索网关键节点进行各工况下包络内力节点仿真分析,论证了在该新型索网屋架中节点承载力能满足结构要求。

临沂奥体中心体育场车辐式单层索膜罩棚结构设计

临沂奥体中心体育场罩棚采用车辐式单层索网结构,上覆PTFE膜。对其外环受压桁架方案、索网大变形情况下附属结构及其与索网连接安全性、屋面排水方案等进行了专项研究。研究结果及采取相应措施如下:变宽度的外环受压桁架可减小索网尺寸、缩小内外环形状差异,改善外环受压桁架自身及斜柱受力;荷载作用下单层索网变形较大,竖向位移超过规范限值,为此从《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)限制结构变形的本意出发,通过一定构造措施保证了附属结构及其连接能适应结构大变形。最后,针对马鞍形屋面特点,采用场内场外排水相结合,局部设置附加排水口等措施,保证屋面排水顺畅。

索膜建筑设计要素

自１９６７年加拿大蒙特利尔博览会德国馆成功地运用了索膜建筑技术以来，索膜建筑在世界上得到了广泛应用．它采用先进的预张力结构技术与轻质膜材料，其形式具有极高的艺术感染力，是建筑艺术与结构形式的完美结合。索膜建筑设计方案实质上同时是索膜结构体系方案，因此要求从事索膜建筑设计的建筑师了解索膜结构技术并能熟练地将其运用到建筑设计中．

大跨度车辐式单-双层混合索膜结构施工模拟分析

介绍单-双层混合索网结构的安装方案、施工过程中的技术难点、拉索布置的主要安装步骤,采用确定索杆系静力平衡状态的非线性动力有限元法对结构进行模拟计算。计算结果表明,双层索网的上径向索锚接就位,此时上环索距离下环索的空间高度远不够安装撑杆,需吊机辅助提升上环索,保证撑杆安装空间;环索最大不平衡力均出现在单双层交界的环索索夹处,整个建模分析过程中结构体系始终处于弹性应力状态,外围结构安全。

气承式膜结构风振响应下索膜接触的优化分析

以加有两道交叉拉索的半球形的气承式膜结构作为研究对象,通过改变膜与拉索之间的摩擦系数分别建立该结构的索膜接触和共节点模型,进行找态分析。再利用FLUENT软件进行CFD数值模拟,得到气膜表面风压,根据气膜表面风压分布对气膜进行分区取值,最后利用ANSYS软件分别对接触模型和共节点模型进行风速时程分析,从而得到摩擦接触对该气承式膜结构产生的影响,通过参数分析揭示大跨度气承式膜结构考虑索膜协同工作下的风振响应特征。

斜拉桥分析的索膜单元理论及其应用

本文提出分析斜拉桥的索膜单元理论,建立起索膜单元概念与计算模型,推导出索膜单元刚度矩阵,说明了用索膜单元分析斜拉桥的方法细节,应用索膜单元对144+360+144米公路钢斜拉桥方案进行了分析计算,得出了主梁弯矩影响面与扭矩图,讨论了索梁锚固点与截面水平主惯性轴偏心对主梁弯矩的影响。

脊谷式索膜屋盖的风洞试验研究

脊谷式索膜结构为类似双坡屋盖的空间曲面造型,具有风敏感性。结合台州大学风雨操场屋盖的风洞试验进行研究,通过分块体型系数和局部风压体型系数分析了该类结构的表面风荷载分布特性,并与相关规范进行比较,得出一些适用于设计的建议。

大跨索膜结构非线性分析与施工方法

鉴于目前对足尺的索膜结构开展试验和理论分析的较少,本文结合具体工程对30m跨的足尺索膜结构进行了仿真分析,基于三点假定建立了索膜结构的有限元模型,通过施加温度荷载的方式实现索膜找形,在找形基础上进行自平衡非线性求解,得到变形和应力的分布规律,最后给出节点和支撑构件的施工方法,本文的研究既能为完善空间结构提供理论支撑,同时又可为类似工程设计和施工提供借鉴。

马鞍形预应力索膜结构施工技术

武汉汉秀剧场的造型取自于"红灯笼"创意,为获得红灯笼的外形,在其主体结构外侧设置了1个"灯笼皮","灯笼皮"采用钢结构钢管作为主龙骨,斜向相交形成56个区格,在区格内设置了马鞍形预应力索膜结构。以此为例,具体介绍了马鞍形预应力索膜结构的施工安装技术,并通过对整个安装过程进行分析和计算模拟,确保了理想的施工效果,可为类似工程提供借鉴。

滑动索膜结构超压气球设计与形状修正

在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力.为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用与囊体相对滑动的绳索代替与囊体固连的加强筋,更有利膜面应力传递.为了使囊体上应力沿环向分布更均匀,先在理论上进行了索膜结构膜面平衡形状分析,再根据分析中囊体膜面经、纬向曲率半径值与气球抗压能力的关系,采用一种对单幅囊体截面曲线进行椭圆修正的方法设计滑动索膜结构超压气球囊体.最后,以16幅膜面、直径为4 m的正球形超压气球为例,用有限元软件Abaqus建立了浮空状态超压气球的有限元模型对设计外形及修正外形进行验证,并分析了摩擦系数对索、膜匹配性的影响.结果表明:按该方案设计,气球承压极限值在一定范围内随在赤道截面绳索径向收紧量dl的增大而增大;且经过修正设计后的超压气球,膜面应力分布更均匀,能承更高超压量;另外,索、膜间摩擦系数仅仅在较小值范围内会影响气球受力分布,其值的减小能相应降低绳索应力.

基于索膜假定的大跨斜拉桥主梁轴力修正公式

为了更深入探寻斜拉桥极限跨径,快速计算出不同拉索布置型式的大跨斜拉桥主梁轴力,文章基于密索斜拉桥索膜假定,求解出拉索在主塔上的位置方程,并推导出恒活载作用下扇形体系斜拉桥主梁轴力实用公式,给出简化的辐射式、竖琴式拉索布置的斜拉桥主梁轴力公式,且与丹麦学者Gimsing、我国学者王伯惠的轴力公式进行对比及算例验证。研究结果表明:3种近似计算公式与有限元结果基本吻合,该文公式求解的主梁轴力与有限元解误差更小,主要原因是索塔及跨中处的主梁无索区长度在公式推导过程中亦得到充分考虑。该公式能满足概念设计阶段的要求,适用于大跨斜拉桥轴力的快速近似计算。

大跨度索膜结构浅析

大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。索膜结构屋面采用轻质的膜材,膜边界辅以预应力拉索,可以很好地达到大跨度、覆盖大空间的目的。文中从索膜结构发展历史以及它的广泛应用展示它的这些优点,并对空间索膜结构的发展现状和前景作了简要概述。

大跨度车辐式单双层混合索膜屋盖施工质量控制

为解决车辐式单双层混合索膜屋盖关键节点受力复杂、节点连接精度要求高、安装难度大的问题,以乐山市奥林匹克中心建设项目体育场新型大跨度车辐式单双层混合索膜屋盖为依托,总结索膜屋盖外环受压钢桁架、车辐式单双层混合索结构、单双层混合索膜结构施工质量控制措施与要点,以保证新型车辐式单双层混合索膜屋盖施工质量。

星载超轻索膜SAR天线结构设计与分析

针对传统高频合成孔径雷达(SAR)天线质量大,而轻量化的薄膜微带阵天线因热变形大无法应用于高频段的问题,提出了一种超轻型索膜微带相控阵天线结构。该天线结构包括顶层、地平层、索网、泡沫柱及馈电系统,利用凯夫拉(Kevlar)纤维热膨胀系数为负的特性,将Kevlar索网附加在薄膜上从而降低天线热变形。利用Patran/Nastran软件分析了天线结构在极端高、低温环境下的热变形,并且对泡沫柱尺寸、索网布置形式及截面尺寸、膜厚度等结构参数进行优化分析;利用ANSYS软件的对天线进行了电性能仿真,得到了使质量及热变形最优的天线结构参数。该天线结构具有质量轻、精度高的优点,可应用于高频段SAR天线。

轮辐式单层索膜结构体育场的施工技术分析

某体育场为"轮辐式单层索膜+压环梁+V形柱"的复杂结构形式,在钢结构、索、膜3种结构共同作用下形成了一个稳定的结构体系。施工时需考虑3种体系的相互影响,保证整个结构的安装精度。阐述了屋面结构体系的安装方法:对于钢结构采用场内、场外结合的方法进行吊装;索网低空无应力组装、整体牵引提升、高空分批张拉锚固;膜施工采用履带吊将膜捆吊装到安装作业面,由人工进行展开和张拉固定。整个施工过程采用有限元软件进行模拟分析,根据分析数据进行3种结构安装时的变形调整,圆满完成了整个施工过程。

嘉兴市会展中心大空间屋面索膜结构安装技术

嘉兴市会展中心大空间屋面采用索膜结构,介绍了索膜屋面的组成部分、屋面膜及支撑体系钢结构的制作、安装、提升工序,指出柔性的索膜屋面的顺顺施工,必须控制钢结构制安尺寸和索膜张拉力的精度。

骨架式索膜—混凝土组合结构受力性能分析

通过对某体育场看台结构进行分析,分别建立了整体模型、骨架式索膜结构模型和混凝土结构模型,通过对两种工况下的3个模型的位移和内力My进行分析研究,得到骨架式索膜—混凝土组合结构及其控制作用的水平荷载为风荷载,组合面设计时建议考虑整体模型计算结果进行综合设计。

索膜在卢塞尔体育场屋盖结构上的应用技术

结合索膜结构在卡塔尔卢塞尔体育场项目中的应用实践,从索结构安装工艺、拱杆和飞柱安装工艺、层膜安装工艺等方面,研究了膜结构的应用技术,并提出了索腊施工过程中需注意的问题。

某工程索膜-钢结构分析

对大跨度索膜-钢结构进行结构分析,将整体结构分为张拉体系、钢结构两种子结构,对索膜结构进行找形分析,将索膜受力作为反力施加于钢结构进行静力计算。分析知钢结构主要承受压力且由构件失稳控制,对相互独立的悬臂钢柱设置柱间支撑及结构索,加强钢结构整体性能,有效降低了结构整体变形,改善受力性能,为类似结构设计提供了建议。