拉索-网壳结构的动力特性和非线性动力反应

将空间网壳结构与拉索有机结合便形成拉索 -网壳结构体系。该体系不但具有美学特征 ,更可进一步增大跨度。基于泰勒数学展开公式和变分原理 ,推导了具有二阶精度的空间杆单元几何非线性刚度矩阵 ;研究了拉索单元非线性问题 ,得出了其切线刚度矩阵 ;给出了结构非线性动力响应计算策略等。通过数值计算 ,分析了结构动力特性和非线性地震动力响应问题。计算结果显示 ,拉索 -网壳结构的自振频率皆明显高于对应的网壳结构 ,且频谱较为密集 ,甚至不同序号的自振频率几乎相同 ;拉索 -网壳结构的地震动力响应不但与拉索长度、截面尺寸、预张力和布置方式有关 ,还与塔柱高度。

斜拉网壳结构的构件分析和非线性动力计算

斜拉网壳结构是空间网壳结构与柔性拉索族系的有机结合。文中导出了空间杆单元几何非线性刚度矩阵，阐明了斜拉索的非线性特性和塔柱计算，给出了结构非线性动力响应计算策略并做数值分析。计算表明，该类结构频谱密集，且自振频率明显高于对应的网壳结构；反应谱法与时程分析法的计算结果差别较大，因此对大跨度（斜拉）网壳结构须用后者验算。

斜拉网格结构的结构形式、应用及特性在国内的研究进展

斜拉网格结构是目前应用较为广泛的刚柔混合结构体系之一,由塔柱、拉索、网格结构组合而成。系统的对该类结构体系在我国的发展进行了回顾及展望。首先,对该混合结构的结构形式发展及部分工程应用进行了介绍;之后,分别回顾了斜拉平板网架结构和斜拉空间网壳结构的结构特性研究,从考虑结构几何非线性,参数振动和模态跃迁等因素,突出分析了斜拉空间网壳结构复杂的动力特性行为;最后,分析尚存的问题,对今后的发展进行了展望。

斜拉网格结构的弹塑性动力响应分析

针对斜拉网格结构体系的弹塑性动力响应问题 ,阐明斜拉索非线性特性 ,建立索塔塔柱刚度矩阵 ,研究空间杆单元恢复力模型及其弹塑性状态转换判定方法 ,给出临界点处的处理方法和结构弹塑性动力响应的计算策略 .数值分析该类结构动力特性及线性和弹塑性振动问题 .结果显示 ,斜拉索的存在提高了结构刚度 ,可显著改变结构振动特性 ,竖向地震响应明显大于水平向地震响应 ,弹塑性位移。

张弦网壳结构的自振特性及地震响应分析

对安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的动力特性进行了分析,采用时程分析法对改变矢跨比的张弦网壳结构进行水平、竖向地震作用分析。分析结果表明,张弦网壳结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振动为主,刚性网壳下布置索杆施加初始预应力可以提高结构竖向刚度并由此提高结构基频;结构空间刚度的变化决定结构在不同方向地震作用响应的特点。

索杆梁耦合结构分析模型及其应用研究

为了研究索杆滑动连接特性对索杆梁耦合结构受力的影响,定义了由一个通过滑动节点连接的三节点活动滑移索单元和多个两节点非活动滑移索单元组成的单元组,基于更新拉格朗日法推导了三节点直线型滑索单元几何非线性刚度矩阵,并建立了输电线路索杆梁耦合结构有限元模型。通过高压架空输电线路耐张段的非线性静力调索分析验证了耦合结构模型的可行性,探讨了耦合结构在导线发生断裂失效后的动响应变化规律及其传播特性。计算结果表明,导线静态张力与规范设计参数相差较小,可用于后续分析。考虑滑移的导线张力在导线断裂初期有短暂增加的趋势。导线断裂对邻近绝缘子和铁塔横担杆件的受力有明显的影响,且动响应的传播会导致邻近塔的导线张力增加。

大跨度索膜屋盖结构的风振系数研究

索膜屋盖结构重量轻、柔度大、阻尼小,风荷载成为外力作用的主要因素。在索膜结构设计中,风振系数成为确定结构风荷载的主要参数。本文首先讨论了风振响应统计量与风振系数的概念,然后提出采用非线性有限元分析与人工神经网络相结合的新方法,寻找风振系数与平均风速以及与索膜预张力之间的关系。以一个大型索膜屋盖结构为例进行了分析,验证了该方法的有效性。获得了风振系数随平均风速和索膜张力变化的规律,为索膜结构抗风设计提供了科学依据。

索杆张力结构的动力特性和非线性地震响应分析

索杆张力结构是以拉索和压杆为基本单元构成的自平衡体系,并通过预应力提供结构刚度的一类新型空间结构。通过修正的拉格朗日方程推导了索杆张力结构的增量运动方程,且采用Ne-wmark常平均加速度法求解方程,在每个时间步内应用了修正的牛顿拉斐逊法。应用此方法对索杆张力柱面网壳的自振特性及其在地震作用下的非线性动力响应进行了数值模拟分析。

新型索承网壳结构非线性风振反应特性及参数分析

根据随机过程理论,考虑风压脉动及风的空间相关性,给出了具有空间相关性风场的计算机模拟方法,建立了一种适合大跨空间结构非线性风振响应计算分析的时域方法,并编制了相应的抗风设计程序.对一K8型索承网壳结构进行了非线性风振反应分析,分析表明该结构具有良好的抗风性能.通过改变几何、结构、荷载等参数,研究诸多因素对素承网壳风振反应的影响,结果表明矢跨比和撑杆长度是索承网壳抗风设计的主要控制参数.

铁岭体育馆的钢屋盖及大悬挑平台结构设计

铁岭体育馆工程是局部带有大悬挑平台的单层网壳结构工程。介绍了大跨度网壳的结构布置特点、静力性态分析、动力响应分析与非线性屈曲分析,同时给出鼓形节点的计算结果。结构前方有近7m的大悬挑平台且平台端部荷载较重,采用预应力悬挑梁+钢管混凝土斜柱方式承担大悬挑弯矩作用。分析方法、结果及设计方法可供类似结构的分析、设计参考。

安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的地震响应分析

对安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的动力特性进行了分析,采用时程分析法对固定铰支座和弹性支座张弦网壳结构进行水平、竖向地震作用分析,分析了上下部结构协同工作对张弦结构抗震性能的影响。结果表明,张弦网壳结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振动为主,刚性网壳下布置索杆施加初始预应力可以提高结构基频;8度多遇地震作用下,张弦网壳结构的水平、竖向地震作用的内力和位移响应属于同一量级,大跨度张弦网壳结构的抗震设计需要对不同方向的地震作用进行分析;大跨度张弦结构应对屋盖与下部结构整体进行地震响应分析或合理地对下部结构的刚度和惯性进行等效。