用非结构网格研究旋转振荡圆柱绕流

研究了雷诺数Re=200,1000,线速度比α=0.5,2.0,4.0,强迫振荡频率f_s=0.1～2.0情况下的旋转振荡圆柱绕流问题,通过基于非结构同位网格有限体积法对Navier-Stokes方程进行数值求解,对流项、扩散项和非恒定项的离散格式均具有二阶精度,利用SIMPLE算法处理压力一速度耦合,计算得到了作用力系数随不同控制参数的变化规律,通过对升力系数的频谱分析得到自然脱落频率和强迫振荡频率下的作用力振幅,通过对不同频率作用力幅值的分析,得到频率之间的竞争关系,进而定量地给出了不同尾迹涡脱落模式的分区图。

大跨度环形钢结构网壳安装施工技术

大跨度结构具有内部空间广、体验感好等特点,在大型公共建筑中的应用逐年增多,但是结构安装质量、安全等问题较多。某主题公园游乐场结构为跨度超60 m的大跨度环形钢结构网壳,通过利用胎架、支撑钢板及起重机械实现构件预拼装、分段拼装与安装流水施工,使用测量仪器进行安装、卸载全过程监测与纠偏,有效控制了结构安装误差,节约施工工期,充分保证了结构整体安装质量和安全,具有良好的借鉴与指导价值。

如何选择分布式控制系统网络——比较令牌总线和主从结构网

以工业界广泛应用的令牌总线网和主从结构网为例,比较一下在了解一个 DCS 的网络时应考虑的因素。

自由形态网壳结构网格生成的等参线分割法

基于自由曲面造型中普遍应用的B样条(B-spline)曲面的张量积特性,提出适用于自由形态网壳结构的网格生成方法——等参线分割法.介绍该方法的网格生成流程,阐述了该方法的关键步骤——等参线等弦长分割的算法实现,探讨了当曲面局部自相交时通过增加判断条件修正分割结果的方法.结合网壳结构的特殊要求,提出网格质量的评价标准.通过不同类型的自由曲面网格生成算例表明,采用该方法能够显著提高整体网格的形状质量和杆件长度的均匀性、统一性,适用于自由形态网壳结构的建模.

下平上斜型结构网的分析

本文以示例分析下平上斜型结构网的特征,归纳出一些计算式,并提出了“下平上斜结构式”等新概念。本文的分析用于研究机床设计的有关方面寻求实用设计新方法是颇有益处的。

大跨度双层斜交椭圆形网壳结构网架高空散装施工技术

泰兴市体育中心体育馆应用大跨度双层斜交椭圆形网壳结构网架高空散装施工技术,加快了安装进度,确保了质量安全,节省了工程成本。对安装顺序、测量控制、材料及机具要求、屋面散拼及地面小拼单元拼装、螺栓球节点网架总拼、网架落位控制及注意事项、支架拆除及高空散装注意事项进行介绍,并列举施工过程中的安全验算、支架安全措施、起重机吊装安全措施及高强螺栓连接安全措施,为类似工程提供借鉴参考。

钢结构网架结构设计要点研究

网架结构自身重量较轻、受力合理、适应性较强,在大、中、小各种跨度的屋盖设计中得到了应用.在实际从设计中,要分析其受力特点,对各部分的设计问题进行分析,确保网架结构能顺利发挥其使用功能.

浅谈机房传输设备拓扑结构网型改造对广播电视传输播出的保护作用

广播电视信号传输系统的环网保护能力作为保证传输业务稳定、可靠的主要保障手段,广泛地应用在各类传输网之中。通过利用SNCP技术,采用信源主备双系统,完成机房设备网型拓扑结构改造,有力保障了广播电视信号安全传输播出。

建筑钢结构网壳体系在现代高架桥车站中的应用——实例分析新加坡大士西线地铁某换乘站

钢结构建筑是一个错综复杂的系统工程,其中钢结构网壳体系以其特有的美观三维造型、优化的结构比重,从众多现代钢结构车站的设计中脱颖而出,在越来越备受各方重视和好评际遇的同时,也给高空作业下的高精度钢结构安装带来很大的挑战,除对施工困难性及复杂性深刻认知、施工方案的周密及详细的系统组织之外,实战经验中不断调整和累积的施工经验将更贴近实际需求,本文以笔者对新加坡大士西线高架桥地铁某换乘站中异形曲面钢结构网壳桁架体系解析并通过对施工实例的仿真计算验证,形成对网壳钢结构建筑体系及现代车站施工变形控制的要点进行归纳,为类似工程积累有益经验。

刚度差异桩组合桩网结构路基承载特性

刚度差异桩组合桩网结构路基因具有工后沉降小、经济效益好的优点而被广泛应用于铁道工程。与传统桩承结构路基相比,该结构桩土协同工作规律更为复杂,为研究其承载特性和土体沉降变化规律,通过室内模型试验和数值计算分析刚度差异桩组合桩网结构路基在静力荷载下的桩身应力、桩土应力比、格栅应力、桩侧摩阻力和土体沉降变化特点。结果表明:刚、柔性桩的承载力主要由侧摩阻力提供;刚性桩的桩土应力比随上部荷载增加呈先增长后稳定趋势,荷载在路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,并沿路堤行车方向朝路堤横断面方向扩散;土工格栅和碎石加筋垫层共同工作,协调荷载进行再分配,均衡路基应力分布;路基中心排桩沿横断面方向的土体沉降近似呈盆状分布,刚性桩控制路基土体变形和沉降的性状明显优于柔性桩;选择性布置刚度较大长桩可减小路基沉降量。

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法;针对异形单层网壳结构,研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响,确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力;对空间相贯节点进行了有限元分析,得到节点处应力的分布情况,并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明:异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大;稳定承载力对单层网壳结构起控制作用,对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析,结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大,设置隐蔽部位焊缝后,节点处各杆件的最大应力可减小20%以上.

斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析

为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。

瓯海奥体中心体育馆100m跨无环索弦支网壳结构设计

瓯海奥体中心由体育场、体育馆、游泳馆及体育配套用房组成,其中体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖采用了无环索弦支网壳结构体系,为国内外首例该结构体系工程。设计中针对屋盖结构进行了屈曲分析及抗连续倒塌分析,结果表明结构的整体稳定性较好、抗连续倒塌能力强,进一步证明了结构体系选择的合理性。对拉索索力进行了专项分析,保证在各工况组合下拉索均不破断及退出受拉状态,且刚度退化后仍满足设计要求。

基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究

塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论,以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程;然后给出将两者联合分析的具体实施策略,即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态,进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序,并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验,验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时,截面发生开裂,颗粒间发生脱离是一个自然的过程,无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡,与有限元方法相比,不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题,更具计算优势,为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。

服役条件下高铁路基桩网结构土工格栅张拉试验研究

桩网结构路基已经在软土地区的高速铁路建设中取得了广泛的应用,服役期地基过大沉降、地下水淹没桩顶等引起桩网结构不合理受力,甚至导致格栅张拉破坏,目前仍缺乏深入的针对性观测和分析。建立一个全比尺的桩网结构路基模型试验,开展正常路基、桩间土过大沉降、路基浸水和路基水位下降4组典型工况的试验。同时采用前期研发的高速铁路路基动力效应试验装置施加车速达360 km/h、轴重为17 t和25 t的列车移动荷载,利用沉降板加位移传感器测量桩土的沉降变形量,利用光纤传感器测定了每组工况下的格栅拉力变化和空间分布规律,研究不同工况下相同的列车长期荷载对土工格栅拉力的影响。试验结果表明:在列车荷载作用下正常路基的桩网结构格栅最大拉力为5.9 kN/m,位于桩帽边缘处,为格栅抗拉强度的11.8%;桩间土发生过大沉降后格栅拉力最大值仍位于同一位置即桩帽边缘处,为11.85 kN/m,为格栅抗拉强度的23.7%。水位上升后桩网结构格栅拉力下降,但在列车荷载作用下格栅拉力又迅速增长,最大拉力为12 kN/m,水位下降后在列车荷载作用下格栅最大拉力为10.5 kN/m。桩网结构路基的规范设计中对格栅拉力的计算偏于保守,模型试验结果对实际工程中桩网结构路基的设计以及理论方法的验证有一定的指导和借鉴意义。

海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。

桩网结构路基动静承载性状分析

为研究桩网结构路基在静动荷载作用下的承载性状,采用有限元分析方法对桩网结构路基在静动两种荷载下的承载特性、荷载传递机理、土拱形成及发展规律进行了数值计算。通过分析静动两种工况下桩土应力、桩周土压力分布、桩土应力比及土拱效应,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:静载作用下基桩轴向应力约为400 kPa,最大土压力出现在路基中部,且沿路基横向向外逐渐减小;动载作用下沿路基横向布置的桩体的动应力在埋深方向呈先增大后减小趋势,其竖向应力最大值约为静载下的160%;动载下路基内部土拱效应较静载有大幅削弱,其中削弱最大的为四桩中心处的空间土拱效应,其桩土应力比约为静载的29.3%。

利用最小二乘法的网壳结构点云节点中心坐标提取

为解决网壳结构节点坐标测量困难、处理效率低等问题,本文提出基于网壳结构扫描点云的节点中心坐标提取方法:应用三维激光扫描技术采集网壳结构点云数据并预处理;然后基于设计模型,对初始点云模型进行网壳节点局部点云分割和节点多平面拟合,判定拟合平面的属性特征并修正侧面的法向量方向;最后利用空间约束关系及最小二乘算法求取网壳结构节点的精确中心坐标。以三亚国际免税城项目为例开展应用,结果表明所提方法求取的网壳结构节点中心坐标与全站仪实测结果偏差均值为2.89 mm,效率相比传统方法提高近4倍,较大提升了网壳结构节点中心坐标的提取精度和效率,为后续网壳结构施工偏差复核、幕墙板材的深化设计与加工等工程化应用提供了准确的数据支撑。

分段布索预应力柱面巨型网壳结构基本抗震性能研究

以分段布索预应力柱面巨型网壳结构为研究对象,首先,通过模态分析对其动力特性和预应力体系的引入对柱面巨型网壳结构各方向刚度的影响规律进行了分析;然后,通过时程分析对其在三维地震作用下的地震响应进行了研究;最后,对该结构时程分析中所需考虑的地震作用维数、反应谱法的适用性及合理的振型组合数进行了探究。结果表明,预应力体系的引入使结构横向和竖向刚度得到明显增强,而对纵向刚度影响较小,且结构频谱十分密集,各方向振型耦合作用明显;三维地震作用下,位移动力放大系数约为1.32,大部分杆件内力动力放大系数约为1.2,主节点区个别杆件动内力放大系数可能较大,设计中仅按静力分析结果进行截面设计可能会偏于不安全;可采用二维XY向地震输入或振型挑选反应谱法对此类结构的位移及关键杆件内力的地震响应进行简化分析,且参与组合的振型阶数需在46阶以上。