简介:空间网壳结构自重轻、跨度大,因而风荷载对结构常起到主要甚至控制作用.铝合金作为新兴的金属材料,其弹性模量和密度均大约为钢材的1/3,与钢网壳结构相比,铝合金网壳结构对于风荷载更为敏感.本文通过谐波叠加法分别得到网壳结构各个节点的具有Davenport谱和Panofsky谱功率特征的水平和竖向风速时程,并将风速时程转化为风压时程,按照荷载规范计算得到的风压系数,对铝合金网壳结构进行时程响应分析,得到结构各处的风振响应,并采用节点位移风振系数、支座反力风振系数及杆件内力风振系数来衡量结构的风振特性.此外,与相同跨度的钢网壳结构进行了风振系数的对比.
简介:大跨度空间结构具有杆件众多、高次超静定、温度效应复杂等特点,为研究日照下空间结构的温度效应大小,设计制作了等边三角形平板网架模型进行温度试验。以实测数据为依据,研究网架模型温度与应力的关系以及温度变化所产生的温度应力、变形大小。结果表明,日照下网架模型温度与温度应力相关性明显,网架下弦温度应力最大,最大轴向应力可达64.2MPa,最大弯曲应力可达15.85MPa;上弦温度应力最小,最大轴向应力只有18.8MPa;网架下弦靠近支座节点变形最大,最大值可达0.5mm。该研究可为空间结构非均匀温度场数值模拟方法的准确性验证提供标准、可靠的模型依据。
简介:高阶振型对结构振动反应影响的大小与结构的类型直接相关,现有研究对象主要为高层建筑或大跨度桥梁,而针对大跨度空间结构高阶反应的研究,特别是基于振型贡献系数研究高阶反应相关参数的规律变化,目前还很少.本文以刚性大跨度单层扁网壳结构为研究对象,分析比较反应大小不同的振型贡献系数及其累积趋势变化.提出结构特征点刚度比参数p的概念,并同时采用结构矢跨比厂和特征点刚度比p两个参数表征单层网壳的刚度特性,研究不同厂和p对高阶振型贡献系数的影响;采用典型硬土场地地面运动的加速度设计谱表征地震激励,对比分析不同P和厂对高阶振型加速度谱坐标的影响.基于振型贡献系数和加速度反应的变化规律比较结果,总结出单层扁网壳振型反应的分布特征和显著程度,提出了判断单层网壳结构振型反应绝对贡献大小以及高阶振型在弹性地震设计反应谱上的卓越周期区域的方法.本文关于高阶振型反应规律的研究成果,也适用于其他类型刚性空间结构的地震反应分析.
简介:框架稳定计算的传统假定导致梁对柱子的约束在上下柱之间按照柱子的线刚度分配,因此强柱反而得到更多的约束,与实际情况可能不符.本文放弃了传统计算长度系数法的三个理想化假定,提出了考虑层与层相互作用的框架柱计算长度的几乎精确的简单代数方法.对于两层框架,通过求解一个一元二次方程得到分配给各柱柱端的转动约束;对于三层框架,通过求解一个一元三次方程得到各柱柱端的转动约束;进而由传统公式计算或从规范附表查得μ值.对于更多层的情况,假设相邻层柱子远端的梁约束在上下柱之间按线刚度分配,可以得到很精确的薄弱层柱子计算长度系数,其它层柱子的计算长度系数则从各柱子计算长度之间存在的关系得到.由于这个模型引入了相邻层柱子远端的梁约束,因此可以考虑远端铰支或固定的情况.获得的结果在所有情况下满足工程要求的精度.
简介:铸钢节点造型美观、受力性能合理,在建筑结构中得到了越来越广泛的应用.与传统焊接管节点相比,铸钢节点用圆形倒角取代了相贯线处的焊缝,应力集中小,承载力高.本文针对T型铸钢节点,通过Solidworks软件建立三维模型,采用通用有限元软件ANSYS进行非线性分析.结合有限元计算结果,对T型铸钢节点的轴向承载力进行了参数分析,给出了T型铸钢节点在支管受轴力作用下的极限承载力公式.该公式确立了极限承载力与铸钢节点几何参数之间的关系.在焊接管节点几何参数的基础上,铸钢节点增加了由C.D.Edwards首次提出的倒角系数.本文重点讨论了该系数对铸钢节点承载力的影响.
简介:本文将有侧移失稳的框架柱计算长度系数与结构力学的D值法联系,论证了柱子计算长度系数计算柱子抗侧刚度系数,通过柱子计算长度系数可以较精确地确定整个楼层的抗侧刚度.本文计算表明考虑同层各柱的相互支援对框架柱计算长度系数进行修正后,薄弱层柱子的计算长度系数能够得到略偏安全的精度.利用整体分析时各个柱子的计算长度系数存在的关系就可以得到所有其它非薄弱层柱子的计算长度系数,且同样略偏安全.通过例子发现框架层与层相互作用的一个重要性质:层对层的支援,对同一层的每个柱子而言,获得的好处(临界力增加)或贡献出来的刚度(临界荷载的减小)具有相同的比例.本文对当前各种框架稳定性计算方法(传统的线性分析计算长度系数法、线性分析层整体稳定计算法、结构整体稳定计算法和二阶分析法)进行了简单的讨论.
简介:正交索网结构作为屋盖支承体系有着广泛的应用,属于一种柔性结构,对外荷载的作用比较敏感.非线性自振特性的研究对于正交索网结构在风荷载作用下的响应分析具有重要意义.本文考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了正交索网结构非线性振动方程.通过Galerkin原理,将偏微分方程转化为常微分方程,并采用改进的L-P法对常微分方程进行了求解.结合算例讨论分析了温度变化、振幅等因素对正交索网结构非线性振动的影响.算例表明,正交索网结构固有频率随着温度的升高而减小,自振频率密集,具有较强的非线性,其自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现“硬弹簧”特性,正交索网结构的非线性自振频率高于线性频率.
简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。