Evolutions of the Ruled Surfaces via the Evolution of Their Directrix Using Quasi Frame along a Space Curve

In this paper, evolutions of ruled surfaces generated by the quasi normal and quasi binormal vector fields of space curve are presented. These evolutions of the ruled surfaces depend on the evolutions of their directrix using quasi frame along a space curve.

采用自复位U形连接件的装配式钢框架-复合墙结构性能研究

对于内填RC墙的框架结构,为有效减小结构的损伤,改善结构力学性能,本文研究了一种在框架与墙之间设置开缝并安装耗能连接件,能够耗散能量从而有效地保护主体结构。采用ABAQUS分析了不同类型耗能连接件的内力特性以及节点的受力破坏模式。通过在两侧开缝的密肋复合墙-钢框架结构中设置可滑移连接,实现了节点的耗能作用。研究结构表明:U形连接件水平段长度对连接件极限位移影响较大,可以通过双折线理想弹塑性荷载-位移曲线描述U形连接件在竖向压力与水平剪切作用下的荷载-位移关系。采用耗能连接件的结构在加载前期残余变形小,具有一定的自复位能力,并且能满足结构的大变形要求。通过以上分析,本文基于承载能力极限状态提出了耗能连接件的设计公式。

曲面网格框架交汇节点设计与加工

近些年,在建筑幕墙中,钢结构的应用占比逐渐增多,因其具有施工方便快捷、轻薄通透、塑形灵活等优势。在张江科学会堂项目的曲面网格框架采光顶中,存在大量的杆件交汇节点。在对交汇节点进行设计及加工过程中,利用犀牛插件Grasshopper解决了大量不同交汇节点角度的统计;采用特殊工艺方法加工交汇节点室内侧板件,使节点达到了期望的曲面效果和承载力。根据杆件受力情况可对交汇节点内部加强筋进行优化,通过节点分析验算结果可知,其承载力满足要求。通过对节点进行分析和对比,提高了生产效率、节省成本,并针对不同部位的不同节点进行了校核或补救措施。

迷向增长曲面的结构表达式

在三维复空间中研究由迷向曲线按照给定的生长速度生成的迷向增长曲面.利用迷向生成曲线的结构函数探索迷向增长曲面的结构表达式.作为一项重要的应用,讨论由特殊的迷向曲线即迷向螺线生成的迷向增长曲面的结构表达式,同时给出一些具体实例表明此类增长曲面的生成过程.

某异形空间曲面耐候钢砖幕墙结构体系设计

不同族的正(余)弦函数曲线沿高度和长度方向共同放样,可形成复杂的空间曲面。将0°、45°、90°和135°放置的耐候钢砖沿异形空间曲面进行模块化排布,可形成复杂的耐候钢砖幕墙。针对此耐候钢砖幕墙,提出了由内置异形钢框架、面外支撑和空心钢砖所组成的稳定幕墙体系,并对此幕墙体系的力学性能进行了精细化的有限元模拟分析。分析结果表明,该幕墙体系整体受力性能好,结构传力途径明确,可满足结构承载和正常使用要求,是一种能满足建筑的空间视觉与美观要求的幕墙结构体系。

西安某空间曲面混合框架结构设计与分析

西咸空港综合保税区事务服务办理中心结构高度29m,为不规则空间曲面混合框架结构。采用一系列沿球面经线放射状布置的箱形曲线钢管承重钢肋,实现了建筑空间曲面造型;利用屈曲约束支撑灵活布置的特点,解决了南北建筑不规则平面的刚度不均匀问题;采用金属摩擦摆全向滑动支座,解决了南北建筑独立单元地震作用下相互影响问题。采用YJK和MIDAS Gen软件分别对结构进行小震弹性及中震弹性、中震不屈服分析。结果表明,结构受力性能满足要求,可以达到抗震性能的设计目标。

湖州太阳酒店主体结构设计与分析

湖州太阳酒店主体结构采用大直径空心球体钢斜柱框架支撑结构体系,造型结构直径为97.2 m的空心球体、典型平面呈圆环形。整个结构体系造型奇异、传力特殊,存在异形框架、空间曲面转换桁架、大跨度联方–凯威特混合型单层球面网壳等较多设计难点。通过设置径向与沿外球面竖向支撑、水平加强桁架、顶部环带桁架等加强措施,保证了结构的整体性与可靠性,可为类似工程提供借鉴。

高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计

为了提高空间相机在力/热双重环境条件下的系统稳定性,同时能够实现系统的轻量化目标,在某型空间相机的研制过程中选用了具有高比刚度和热稳定性的高体份SiC/Al复合材料。采用整体式框架结构,将基于变密度法的连续体结构拓扑优化方法应用到相机框架结构的初始设计中,通过设定相应的约束条件和目标函数,进行迭代求解,得到了相机框架分别在X、Y、Z三个方向重力作用下的结构拓扑优化结果,结合工艺要求,最终确定了空间相机框架的设计方案。通过与对比方案比较发现,经过拓扑优化所得到的框架结构在结构刚度及轻量化率上都有明显提高,实现了空间相机框架高刚度、轻量化的设计目标。

一种复杂曲面型遮光罩的成型技术

随着空间遥感技术的发展,遮光罩的结构形式也变得更加复杂和多样化。百叶罩是近年来出现的一种复杂曲面型空间遥感器遮光罩。在方案阶段,曾采用传统的金属材料制造百叶罩,但存在机械加工困难、尺寸精度低、振动试验受损等一系列技术问题。文章介绍了一种芳纶纤维增强树脂基复合材料百叶罩的成型技术,重点对材料选择、工艺方案、模具设计、铺叠方法等内容进行了讨论。研究结果表明:基于周向抱合式组合模具,采用一体化成型方法,能够实现类似复杂曲面型遮光罩的精密成型,产品具有较高的尺寸精度及力学性能,并满足空间遥感器系统的使用要求。

空间曲面纤维网格制作及加固水下混凝土柱试验研究

平面纤维(FRP)网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空间曲面纤维网格加固水下混凝土柱的施工工艺,并进行了轴压试验研究,试验结果表明:空间曲面纤维网格加固水下混凝土试件的轴压性能明显优于未加固混凝土圆柱试件,随着纤维网格纤维用量的增加,加固试件的承载能力和变形能力能有效提高,并取得和陆上试件相近的加固效果,根据纤维网格约束量的不同,水下加固试件的应力-应变曲线表现为软化、强化与临界行为,采用现有FRP约束混凝土模型能够较好地预测空间曲面纤维网格加固水下混凝土的极限应力与极限应变。

空间Bézier曲线的最小旋转标架构造

最小旋转标架(RMF)是生成扫掠曲面的最理想标架.通过对一空间B啨zier曲线插入参数节点,构造出其对应的G1三次PH样条逼近曲线;然后旋转PH样条曲线的有理形式的Euler-RodriguesFrame(ERF)生成其RMF,该标架同时可作为原空间B啨zier曲线的RMF.

钢筋混凝土壳体结构分析的曲杆空间刚架法

从钢筋混凝土壳体结构的实际应用出发,对壳体结构内力分析提出了一种新型实用的数值分析方法———曲杆空间刚架法.该方法通过将壳体结构离散成相互垂直或斜交的曲杆梁系组成的空间刚架结构,进而分析曲杆空间刚架结构的内力,达到壳体内力分析的目的.计算结果和其他原理计算结果吻合.

基于AutoCAD自由曲面的开发与应用

基于Auto CAD2007开发平台,利用C++语言与Object ARX技术对自由曲面进行了二次开发,实现了对自由曲面边界线的提取、曲线按弦长等分、由曲面生成曲线、曲线投影至曲面和三维点阵生成自由曲面等功能。结合应用可以发现:通过将曲面分解成一系列等分曲线,再按等弦长划分曲线,可形成较均匀的网格;以风洞试验测点的数据为基础形成三维点阵,生成风压拟合曲面,可以得到结构所有节点的基本风压值。通过实际应用证明对自由曲面的开发具有重要意义。

钢管混凝土组合网架的应用研究

在网架结构的受压上弦杆件中，当杆件直径超过76mm时，采用钢管混凝土构件替代空钢管可达到节省钢材、降低造价的目的，同时该组合网架的设计计算及施工安装与原网架结构基本无变化．文中提供了组合网架的村件替换的计算方法，可供有关人员参考．

空间结构的影响面理论

本文研究了空间结构在移动荷载作用下的荷载组合及最不利位置求取的问题.为此,提出了影响面理论.它可以从理论上克服当前空间结构在多个移动荷载作用下不利组合计算时的盲目性.并且编制了绘制影响面透视图的计算机程序.还讨论了荷载组合的简化计算方法.

基于强度的钢框架可靠性分析与计算

以有限元程序ANSYS为计算平台,以一多层钢框架结构为研究对象,分别进行了平面和空间结构的可靠性分析,并运用蒙特卡罗法、响应面法进行了结构整体可靠性的计算。通过对比可得出:以空间结构为计算模型,运用基于响应面的蒙特卡罗法进行数值模拟计算可得出较好的计算效果。

南昌机场航站楼曲面网架的设计与施工

介绍了南昌机场航站楼屋面大型曲面网架的设计特点与施工方法.该钢网架平面尺寸为132m×50.35m,高3.1m,波浪形外形,108m×12m悬挑雨篷网架与主体网架联成一体,体型复杂.采用累积滑移法施工,技术经济效益良好.

基于Ansys的竹编水泥沼气池结构性能仿真分析

针对竹编水泥沼气池结构中上部壳曲面结构的重要力学特性,选择圆球形、抛物面形以及悬链面型等不同曲面形式,运用Ansys软件进行了结构力学性能分析,并对数值结果进行了对比,说明了不同曲面的优劣性,强调了施工中保持上部曲面光滑性,对于其可靠性和耐久性具有重要影响.

纬编增强针织物曲面成形方法优化研究

为了优化纬编曲面成形增强织物的编织工艺,采用18.5 tex涤纶为原料,基于双罗纹空气层组织,在12针/25.4 mm的LXC-252SCV型龙星电脑横机上进行编织,研究纬编曲面成形增强织物的编织方法及工艺。对纬编曲面成形增强织物的二维平面展开图及其编织参数计算公式进行改进设计,探索得到曲面成形效果更好、受冲击应力分布更均匀的纬编曲面成形增强织物及其编织工艺,为其在针织复合材料中的应用提供借鉴。

基于Kriging-RSM框架结构整体承载能力抗震可靠度分析

针对整体结构在地震作用下的可靠度计算问题,基于克里金模型(Kriging)与响应面法(RSM),提出了计算结构可靠度指标的Kriging-RSM算法.在中心复合设计法产生样本点的基础上,建立钢筋混凝土框架有限元模型,进行非线性推覆分析,分别计算了不同设计基本地震速度下框架结构的整体可靠度指标与灵敏度.结果表明:Kriging-RSM算法具有较高的精度和计算效率,是结构整体可靠度计算的一种新方法;设计基本地震加速度能够影响结构整体可靠度指标,但不会改变各随机变量的灵敏度.