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  • 简介:基于计算流体动力学(CFD)和结构有限元方法,数值模拟分析桅杆支承式细长型索膜结构风振效应.运用谐波叠加法模拟生成风速时程,并与SSTk-ω湍流模型结合作为风场计算域入口条件,运用ADINA有限元软件,数值计算考虑风致流固耦合作用的某典型细长索膜结构关键响应,包括索膜结构节点的风致位移响应、速度响应、加速度响应等,分析不同风向角对索膜结构风致效应的影响,计算获得基于结构风致位移响应的风振系数.研究成果可为工程抗风设计提供技术依据.

  • 标签: 索膜结构 流固耦合 风致振动 数值模拟
  • 简介:结构比较轻柔,为风敏感性结构。膜结构在风荷载作用下的变形和振动会影响到结构表面的风压分布情况,即会产生流固耦合效应。在结构设计中,平均风压分布系数在强度设计中具有非常重要的作用。本文采用通用有限元软件ADINA进行了考虑流固耦合作用的地铁站台屋盖膜结构平均风压分布数值模拟数值模拟简洁、高效,可以供复杂工程的风荷载设计参考。

  • 标签: 流固耦合 膜结构 数值模拟 风压分布
  • 简介:基于Fluent软件平台,选用基于Reynolds平均法的RNGκ-ε湍流模型,对低矮带檐口的曲面双坡屋面房屋周围风场和表面风压开展数值模拟,研究了屋面坡度、房屋高度、跨度、长度和房屋檐口类型等各种参数对曲面双坡屋面风压系数的影响.研究表明,曲面双坡屋面风压受房屋几何尺寸影响不明显,而受屋面坡度、房屋檐口类型影响明显,且与来风风向角密切相关.屋面风压随房屋高跨比的增大而增大;随屋面坡度增大,迎风面风压绝对值减小,而背风面则增大.竖向和水平檐口显著影响曲坡屋面的风压大小和分布.

  • 标签: 低矮房屋曲坡屋面 数值模拟 风压 抗风优化
  • 简介:采用单方程雪相模型,利用CFD软件FLUENT及其UDF二次开发接口编程对单坡屋盖结构进行风致积雪数值模拟.通过不同跨度、不同风速、不同倾角的单坡屋盖模型研究屋盖表面积雪侵蚀沉积量随风速及倾角变化的关系,并拟合近似公式.利用本文建议的积雪分布系数公式得出某工况下单坡屋盖表面积雪分布,并与各规范值进行对比.本文结果显示单坡屋盖表面积雪不均匀分布较为严重.

  • 标签: 单坡屋盖 风致积雪 侵蚀沉积量 积雪分布系数
  • 简介:本文主要给出了湖南益阳体育场大悬挑屋盖平均风压分布的数值模拟结果,并将0°风向角下的结果与风洞实验进行了比较,两者大体上是吻合的.随后简要给出了体育场内和屋盖附近风流场的规律性.本文的数值模拟结果说明了数值模拟在大悬挑屋盖风工程中应用的可行性,特别是在初步设计中的优越性与现实性.

  • 标签: 大悬挑屋盖 湍流模型 数值模拟 湖南 体育场
  • 简介:本文在考虑膜结构与风荷载动力耦合作用的基础上,建立了一种适用于大跨度张拉结构风振分析的CFD数值模拟方法.计算采用分区迭代算法,包含流体域、结构域和网格域三个计算模块.流体域采用Taylor-Galerkin有限元法和大涡模拟技术来求解不可压缩粘性流动;结构域的计算采用UpdateLagrangian有限元列式和Newmark逐步积分技术,并考虑了几何非线性的影响;网格域采用拟弹性介质法来计算动态网格的更新.算例分析表明,数值风洞方法是求解流固耦合问题的一种有效方法.

  • 标签: 膜结构 风振分析 数值风洞 风荷载 动力耦合 数值模拟
  • 简介:随着市场对大跨度建筑屋面造型个性化要求的逐步提升,传统的解析曲面已无法实现设计师新奇的创意,越来越多的复杂曲面造型受到了设计师的青睐和市场的认可.本文以北京大学体育馆为背景,寻找一种复杂曲面钢结构屋面的数值找形技术(NVRBS技术),阐述其基本原理、应用方法及前景,并对复杂曲面钢结构设计的特点和难点做了分析,得出了对这类复杂屋面设计颇有指导意义的结论.

  • 标签: 复杂曲面 数值找形 NURBS 结构设计
  • 简介:进行了4个圆中空夹层钢管混凝土中柱节点的低周反复加载试验,分析了端板类型和柱截面空心率的影响,研究了此类节点的破坏模式和滞回性能。通过有限元软件建立了节点数值分析模型。考虑了材料本构关系和复杂接触问题,对此类节点进行了受力性能分析。分析结果与试验结果对比吻合较好。研究结果表明:圆中空夹层钢管混凝土柱单边螺栓端板连接节点具有良好的滞回性能、延性和耗能能力;根据欧洲规范EC3,此类节点呈现出半刚性、全强度的特性。研究成果将为圆中空夹层柱钢管混凝土柱结构的设计与工程应用提供一定的理论基础。

  • 标签: 圆中空夹层钢管混凝土柱 单边螺栓 端板连接 低周反复加载试验 数值分析
  • 简介:基于CFX10.0软件及LINUX大型并行服务器操作平台,采用剪切应力输运(SST)k—ω模型对营口市奥体中心体育场屋盖进行了风压分布及风环境的数值模拟,得到了体育馆屋盖表面的平均风压系数,并分析了屋面的风压、湍动能分布特性,比较了屋盖在各风向角下总升力,得出了最不利风向角和分区风载体型系数.同时给出了双屋盖、仅ROOF1、仅ROOF2等三种计算模型时屋盖表面的风压分布.通过分析可以得到,随着区域位置的变化,体型系数值有很大不同,且其对风向角的敏感程度也不同;位于上游风场的屋盖和下部建筑(看台)的存在对体育场内流场及下游风场屋盖表面风压分布有很大的影响.

  • 标签: 大跨度悬挑屋盖 风荷载 风环境 数值模拟
  • 简介:柔性张力薄膜结构具有多态性,准确数值模拟复杂.本文首次提出了柔性张拉膜和充气膜数值分析全过程和状态,分别包含9过程、7类11状态,阐述其逻辑、算法与问题,零应力态是柔性张力结构精确数值分析与列式的基石.在预应力充气膜分析全过程,阐述充气找形概念,提出设定充气形体的找力找形方法,考虑充气体在结构分析时的非线性耦合效应.设计并制作了一个直径3.0m、高2.0m的球冠充气膜,进行了充气成形和压力变化试验,采用无接触摄影测量形面,部分验证了充气膜过程与状态.

  • 标签: 柔性张力薄膜结构 数值分析全过程 零应力态 摄影测量
  • 简介:天津诺德英蓝国际金融中心采用巨型柱-剪力墙核心筒-环形桁架-伸臂桁架结构体系.作为典型高层钢结构建筑,工程规模大,主体结构受力复杂,要求进行实时内力监测.介绍了内力监测系统工作原理和测点布置原则,运用数值模拟计算主体结构竖向位移,通过测点理论值和监测值对比分析,保证工程施工阶段安全性,为类似工程施工提供参考和借鉴.

  • 标签: 高层钢结构 巨型柱 钢板剪力墙 伸臂桁架 竖向位移 实时监测
  • 简介:施工过程是结构从无到有的建造过程,施工顺序将对空间结构的内力与变形产生明显影响.根据约束逐渐形成的过程,本文提出结构广义初始温度(合拢温度)的概念,基于此可以更为全面准确地定义与计算正、负温差.同时在对建设场地历年极端温度、月温度变化趋势、日温度变化规律分析的基础上,根据施工情况和施工计划,精细地确定了各区块的合拢温度.通过对钢结构分阶段安装(包括屋面、吊顶、设备安装)、卸载及使用阶段模拟,真实反映构件在恒载作用下的实际受力状态,避免了一次性加载带来的杆件内力偏差,为屋盖结构设计与施工提供科学依据.

  • 标签: 大型钢结构 分期建造 温度作用 合拢 施工模拟
  • 简介:近年来,国内一些起重机厂家开发了性能优化的轻量系列吊车产品,其轮压值及小车重量较旧有系列吊车显著减轻,当钢结构厂房应用此类吊车时,可较大幅度的降低吊车梁与刚架的用钢量.本文介绍了按新旧系列不同参数计算吊车梁及门式刚架用钢量的结果比较及量化的规律分析,有助于钢结构设计中扩展思路与优化设计.

  • 标签: 钢结构厂房 吊车梁 门式刚架 用钢量 优化设计 结构设计
  • 简介:本文由三部分组成:第1部分概述了整体提升法的优缺点和发展历史;第2部分探讨了由设计与施工共同确定整体提升施工方案的重要性和科学的研究方法,并给出了研究流程图;第3部分结合我国的升梁抬网法和升网滑模法两个典型工程的现场全过程跟踪实测,探讨了提升工艺如同步控制、升差对结构的影响、支座反力原始差值的影响等主要问题。

  • 标签: 整体提升 空间网格结构 滑模 施工方案 实测 设计与施工
  • 简介:桁架结构优化设计中普遍存在约束的作用.现有优化设计一般采用满应力法和遗传优化优化方法,编程复杂.本文介绍了优化设计软件LING010.0的功能、特点、使用方法和使用注意事项等,建立了桁架结构优化设计的数学模型,采用LINGO软件的全局优化方法求解.实例计算表明,采用LINGO的全局优化方法能获得全局优化解,且方法简单,值得推广应用.

  • 标签: 桁架结构 优化设计 LINGO语言 全局优化
  • 简介:新颖又古老的互承型结构的形状生成是其广泛应用的首要亟待解决问题.介绍了影响构型的基本参数,任意参数的变化均会造成整体形状的改变,致使传统建模方法无法有效实现这种结构模型的生成.通过对基本单元分析,探索了以遗传算法为代表的群体随机搜索方法和以Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)拟牛顿法为代表的单点搜索优化方法解决互承结构形状生成问题的有效性.算例表明后者对指定构型及参数的互承结构成形具有更高的效率.

  • 标签: 互承型结构 遗传算法 BFGS 拟牛顿法 形状生成
  • 简介:空间网格结构优化的设计参数很多,如结构高度、网格数、构件截面尺寸等.这些参数的量级或量纲不同,优化比较困难.运用改进的遗传算法进行空间网格结构的形状和截面优化,考虑了结构变形、压杆稳定、长细比等约束条件.采用拉格朗日乘子法对约束条件和优化函数进行处理,得到用于分析的无约束函数,提高遗传算法的运行效率.使用MATLAB遗传算法工具箱提供的函数编制了包含连续、不连续实数变量和整数变量的混合变量编码的结构优化程序.算例分析表明,程序可靠,算法收敛较快.

  • 标签: 空间网格结构 优化 遗传算法 多参数 MATLAB
  • 简介:针对5种典型单层球面网壳结构型式(联方型、施威德勒型、凯威特型、三向格子型和短程线型),本文采用基于离散变量的序列两级截面优化算法对一百个不同跨度(30m~60m)、不同矢高(1/3~1/7)的网壳进行截面优化设计,在截面优化设计结果中提取选型所需的优秀样本,一个优秀样本由3部分组成:跨度,矢跨比和该跨度、矢跨比下用钢量最少的网壳结构类型;然后利用BP人工神经网络对复杂非线性映射关系的模拟能力建立网壳跨度、矢跨比与用钢量最少的网壳型式之间的映射关系,避免了结构选型优化的多维、多重非线性模型的求解困难,通过截面优化简便地实现了网壳结构的选型优化

  • 标签: BP神经网络 截面优化 选型优化
  • 简介:遵循大跨柔性结构弹性模型实验的相似准则,设计制作了鞍形和幸形张拉式薄膜结构的弹性模型,针对不同的风向,风速,大跨比,膜张力,边界条件等因素对结构风激动力响应的影响进行了研究。

  • 标签: 弹性模型 张拉 薄膜结构 风洞实验 动力响应 风速