简介:弦支穹顶结构的自振特性是其本身固有的重要力学性能.运用有限元方法,基于ADINA软件建立了大跨度Kiewitt型弦支穹顶结构非线性动力特性分析的有限元模型.首先对35.4m跨度的K6型弦支穹顶结构进行了自振性能分析,得出结构前15阶自振频率及振型,由于弦支穹顶结构的对称性,其前15阶自振频率数值密集且变化均匀,说明结构的刚度分布均匀合理;前两阶振型水平与竖向振动同时存在,后几阶以竖向振动为主.着重针对环索预应力、撑杆长度、杆件截面、矢跨比四个因素对自振频率的影响进行了分析,拉索预应力及杆件截面对自振频率的影响非常小,矢跨比是影响自振性能最敏感的因素.
简介:大跨度预应力张弦式管梁是运输管道跨越江河或沟堑的一种新型结构形式,其跨度可达100。150m。以一榀100m跨预应力张弦式管梁为原型,设计了1:15缩尺模型,在国内首次开展了张弦式管梁在预应力张拉阶段、正常使用阶段以及承载力极限阶段的受力全过程试验研究。基于ANSYS对试验全过程进行了非线性有限元模拟,并结合一致缺陷模态法与柱面弧长法,进行了同时考虑初始几何缺陷与几何非线性的屈曲分析。试验研究与有限元分析表明:半跨荷载对预应力张弦式管梁较为不利,结构整体变形与上弦应力增长较为迅速;结构对平面外的几何缺陷较为敏感,半跨荷载下的屈曲临界荷载较全跨荷载作用时稍低;结构具有可靠的稳定性与较大的安全储备,极限承载力达设计荷载的2.68倍;有限元计算值与试验结果吻合良好,表明本文采用的非线性有限元分析方法能较好地实现对预应力张弦式管梁受力全过程的模拟。最后,基于瑞利一里兹法推导了预应力张弦式管梁在弹性与弹塑性状态下的变形与内力计算公式。