超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度.除考虑安全第一的因素外,又要做到造价低、施工周期短,是设计工作者需要认真思考的问题.作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构"进行了开发性研究.对超大跨度预应力正交空间管桁架网格结构组成及基本要求、节点与支撑架构造、施工方法以及超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架网格结构屋盖设计及技术经济指标进行了周密的分析和论证.在遵循现行技术标准的基础上,将选中的超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构体系进行缩尺模型试验,通过理论分析、模型试验后转化为实际工程,并提出预应力空间钢网格结构新体系的优秀设计标准.     

超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构(续)

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度.除考虑安全第一的因素外,节约成本、缩短工期、施工便捷,是设计工作者需要充分考虑的重要因素.作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构"进行了开发性研究.从超大跨度预应力正交空间管桁架网格结构组成及基本要求、节点与支撑架构造、施工方法以及超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架网格结构屋盖设计及技术经济指标进行了周密的分析和论证.通过分析计算、模型试验后转化为实际工程,并提出预应力空间钢网格结构新体系的优秀设计标准.     

体内布索立体桁架挠度简化计算及性能分析

为了研究体内布索方案在巨型网格结构中的作用效果,首先推导了体内布索立体桁架段在竖向荷载作用下的挠度计算公式,并利用ANSYS软件进行对比验证;在此基础上,分析了拉索在立体桁架中的作用效果,求解了结构参数一定情况下预应力的合理取值范围。然后选取单榀立体桁架拱与纵向立体桁架,对比分析了不同布索方案下结构的静力性能。结果表明：所推导的立体桁架段挠度公式计算精度较高,最大误差在5%以内,可作为整体结构关键节点挠度求解的理论依据;预应力拉索的引入改善了结构杆件的内力分布和结构变形,拱向立体桁架中仅布索段杆件内力发生改变;在各布索方案中,立体桁架拱跨中布索能最有效地减小结构最大竖向位移;纵向立体桁架各跨拉索预应力值根据弯矩极值成比例设置能最有效地改善结构静力性能,为最优方案。     

预应力钢结构微尺模型实验技术

为研究微尺模型中预应力拉索的相关实验技术,以竖向预应力钢结构体系中2个典型结构为对象进行了试验,主要阐述微尺试验模型的设计、预应力的施加与测定方法、外荷载的施加方法,并着重分析了这些方法的优缺点。结果表明,螺杆拧张法施加预应力能够较好地模拟拉索只受拉不受压的受力特点,但存在系统误差,与该法配套宜采用传感器测试拉索力;丝扣拧张法施加预应力相对比较精确,但不便于更换拉索,与该法配套宜采用应变片测试拉索力。     

大跨径斜拉桥施工过程中无应力状态控制法

为了满足大跨径斜拉桥目标成桥状态,得到大跨径斜拉桥在施工过程中拉索的张拉力,提出了大跨径斜拉桥在施工过程中的拉索索力计算调整拉索无应力长度的降温法。倒退分析法和传统无应力状态控制法在计算大跨径斜拉桥施工过程中存在缺陷,在传统无应力状态控制法的基础上,提出了调整拉索无应力长度的降温法。该方法可用于计算大跨径斜拉桥且计算方法简单,计算结果精度较高,能够满足工程要求。     

基于模糊交叉网格的初始聚类中心选取方法

选取初始聚类中心是多数聚类算法的首要步骤,往往影响着聚类的效果。为了避免算法迭代过程中易陷入局部最优的问题,本文提出了一种基于模糊交叉网格的初始聚类中心选取方法。算法通过对数据空间网格化后,以网格交点为中心的邻近网格组成网格空间,根据数据点的隶属度统计每个网格空间的密度,再通过局部最大网格空间选取K个初始聚类中心。在真实数据集上进行实验,结果表明该方法在保证了聚类效果的同时,提高了收敛速度。     

大跨预应力索拱结构动力特性参数分析

本文时影响索拱结构的动力特性的各种参数包括矢跨比、布索方式、索预应力大小、拱的截面积等进行了分析,得出拉索布置和拱的预应力对其动力性能影响不大,以及上部拱结构的尺寸如矢高和拱截面积等对结构动力性能影响很大的结论。     

超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构(续)

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度.除考虑安全第一的因素外,节约成本、缩短工期、施工便捷,是设计工作者需要充分考虑的重要因素.作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间...     

湖南大学优秀校友

正马克俭1958年毕业于湖南大学,获学士学位。1959年至1961年在浙江大学进修钢结构与弹性力学。结构工程专家。现任中国钢协预应力结构分会理事、中国土木工程学会空间结构委员会资深委员、《空间结构》季刊副主编。在四类钢筋混凝土空腹型网格结构体系及新型预应力钢网格结构体系领域取得突破性成果和进展,并应用于工程实践达100余万平方米,节约资金近亿元。从事结构工程教学、科研、工程实践50年,     

抗风锚杆在张弦梁结构中的应用研究

张弦粱结构承受的风吸力大于结构自重等竖直向下的荷载时,预应力索将松弛退出工作。运用SAP2000对某张弦梁结构在预应力索失效后的承载力、变形和整体稳定性进行了分析。计算结果表明：下弦索失效后,荷载只能由主弦杆承担,导致某些构件承载力不足,添加抗风锚杆后各构件的承载力均能满足;稳定拉索和交叉稳定拉杆的设置提高了结构的整体侧向刚度,且有效地抑制了侧向变形。     

拉索点式玻璃采光顶的方案优化及施工质量控制——以南通市星湖101广场为例

为确保拉索点式玻璃采光顶的施工质量,通过分析江苏省南通市星湖101广场不锈钢索桁架支撑点式玻璃采光顶施工过程中出现的问题,针对边界条件要求、空间尺寸定位、均衡施加预应力、细部节点处理等质量控制关键点提出优化方案,并采取相应的质量控制措施,保证了工程的顺利完工。     

网格形式对大跨度体育馆整体稳定性影响分析

大跨度体育场馆造型结构形式复杂多样,由于跨度大,结构的几何非线性程度高,结构设计由稳定性控制.以某复杂大跨度体育场馆为分析对象,对该结构的大跨度单层空间网格结构进行选型,分别建立了凯威特型、施威德勒型、联方型3种不同空间网格形式下的大跨度体育场馆模型,利用3 D3 S14.0软件对不同网格形式下的体育场馆进行整体稳定性分析.在控制用钢量及控制K值不变条件下,分别对比不同形式空间网格结构的整体稳定性.研究表明,联方型空间网格的K值为17.5,整体稳定性最好.     

波形钢腹板多箱室箱梁新的分析方法

波形钢腹板组合梁桥由于自身自重轻、造价低及美观等优点,在日本大量推广建造200余座,在国内也达到了30余座,尤其是斜拉桥更是表现出了很好的竞争力。目前关于多箱室箱梁不同的分析方法有优点和局限性,因此,提出了一种新的分析方法空间网格模型,可以考虑剪力滞效应,薄壁效应和局部弯曲效应。详述了空间网格分析方法的原理及在波形钢腹板组合梁斜拉桥的建模参数,分析了多箱室箱梁的腹板剪力横向分配,达到了预期分析效果。因此,空间网格模型提供了在箱梁结构的缺陷分析及解决方案方面的基础。     

北塘游泳馆弦支网架张拉施工及模拟分析

针对弦支网架张拉过程中预应力控制、张拉方案选取的问题,结合北塘游泳馆的弦支网架结构,制定了张拉方案,并利用Ansys有限元软件对网架结构强度、网架挠度、拉索内力进行张拉模拟。研究结果表明:弦支网架撑杆的最大轴拉应力为36.1 MPa,网架中间部位最大挠度为28 mm,拉索最大内力为380 k N,均符合安全设计要求。张拉方案、张拉原则保证了弦支结构体系承载力及整体刚度良好,相对于弦支穹顶、弦支梁等弦支结构,新型弦支结构体系传力效率高、稳定性好,可为其他弦支网架工程的安全性研究提供参考。     

肋环人字型索穹顶主动控制试验研究（英文）

目的:本文选取一大型肋环人字型索穹顶结构模型为试验对象进行主动控制试验研究,验证主动控制方法应用于索杆张力结构的可行性。创新点:1.提出通过改变索杆张力结构的形状来提高结构承载性能的方法,并基于非线性力法提出索杆张力结构形状控制和内力控制的计算模型。2.设计具有长度可调拉索单元的肋环人字型索穹顶模型进行主动控制试验研究,并将结构响应的试验结果与理论计算结果进行对比。方法:1.以结构形状和杆件内力为控制目标建立求解主动单元调控量的计算模型,编制计算程序进行主动单元调控量的计算;2.通过对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,考察结构主动调控过程和主动控制过程的结构响应情况。结论:1.基于非线性力法推导索杆张力结构的结构响应计算公式,推导结果可应用于结构主动控制的计算中;2.对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,结果表明利用本文提出的理论方法得到的控制方案可达到所设定的结构控制目;3.试验值与理论计算值数据吻合良好,验证本文理论计算模型的正确性和应用于实际结构的可行性。     

低矢跨比类椭圆形弦支穹顶结构稳定性能分析（英文）

为了研究初始几何缺陷和材料非线性对弦支穹顶稳定性分析的影响,以江苏文化城体育馆类椭圆形弦支穹顶为算例,进行了模态分析.然后,对弦支穹顶与单层网壳进行了稳定性能对比研究,包括线性屈曲、几何非线性屈曲、考虑初始几何缺陷的几何非线性屈曲以及同时考虑几何-材料非线性的双非线性屈曲.结果表明,索杆系增加了弦支穹顶的整体性,降低了单层网壳对初始几何缺陷的敏感性,但对结构刚度、自振频率、线性屈曲荷载、无初始缺陷的非线性屈曲荷载等影响不大.当考虑初始几何缺陷和材料非线性时,2种结构的极限稳定承载能力均大幅下降,表明低矢跨比弦支穹顶对初始几何缺陷和材料非线性较为敏感.此外,活载分布模式对结构失稳模态影响较大,满跨活载并不一定是最不利的活载分布模式.     

初始缺陷对威金斯气柜稳定性的影响

威金斯气柜是缺陷敏感结构,该文利用ANSYS的一致缺陷模态法,讨论了风荷载和雪荷载下,初始缺陷对气柜稳定性的影响,得出初始缺陷的分布和大小均可以影响气柜的稳定性。缺陷的存在可能使气柜失稳时的位移和应力大于完善气柜失稳时的值。     

张力索网结构零应力态与预应力态计算方法

研究目的：减小张力索网结构所求实际预应力与预期预应力之间的差异,并更完善地描述结构力学行为。创新要点：提出张力索网结构全过程分析概念,并用10个状态描述了其物理或分析的状态,以及15个过程揭示了状态间内在的逻辑关系和力学分析理论;在应力释放分析中,采用逆分析法提出了一种用于求解合理零应力状态的迭代计算方法;在预应力成形分析中,为获取预应力状态建立了另一种迭代计算方法。研究方法：应力释放分析主要包括四个步骤：构件无应力长度及伸长量计算,最小范数最小二乘法,数值迭代方法,和执行程序（图4）;预应力成形分析在能量方程的基础上提出了控制方程的显式表达式,并为避免初始刚度矩阵的奇异问题而采用了合理自应力模态（图5）。重要结论：比较本文提出的计算方法与动力松弛法得到的零应力态,发现结果吻合良好,证明计算过程收敛性良好且结果准确。在预应力成形分析中,采用本文迭代方法可以有效消除所求实际预应力与预期预应力之间的差异。此外,提出的所有计算方法都符合模块化流程,具有广泛适用性。     

初始缺陷对威金斯气柜稳定性的影响简

威金斯气柜是缺陷敏感结构,该文利用ANSYS的一致缺陷模态法,讨论了风荷载和雪荷载下。初始缺陷对气柜稳定性的影响,得出初始缺陷的分布和大小均可以影响气柜的稳定性。缺陷的存在可能使气柜失稳时的位移和应力大于完善气柜失稳时的值。     

基于微元网格扩张的三角剖分算法关键问题研究

研究了在基于微元网格扩张的三维散乱数据点的空间直接三角剖分算法的实现过程中,散乱数据点的空间划分方法、存储结构、空间点与直线的位置关系判断、空间多边形顶点凹凸性判断以及三角网格的法向一致化等关键问题.