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  • 简介:根据日本规范中提出的横风向脉动风力谱系数函数,利用人工模拟横风向脉动风压时程的方法,提出了一个矩形平面高层建筑横风向风振反应时程的计算方法.在计算过程由横风向脉动风压谱系数公式模拟了建筑结构横风向脉动风压过程,采用Newmark法计算了两幢建筑物顶部的横风向风振反应.计算结果表明:在横风向脉动风压的作用下,结构的风振反应以共振响应为主,非共振响应仅为次要的部分,这与谱分析法得出的结论是一致的,从而说明了计算结果的正确性.这对于正确估算结构的风振反应值,为高层建筑风振控制措施设计提供参考依据具有一定的意义.

  • 标签: 脉动风压 谱密度函数 湍流 加速度 相位差
  • 简介:滑动索是预应力钢结构的重要组成部分之一,但其计算模拟较为困难,这在一定程度上制约了其应用.提出了一种滑动索的模拟方法——等效滑轮法,该方法通过等效刚性构件替代滑轮,通过等效构件的转动模拟索的滑移.分析及算例表明,该方法基本原理清晰,计算简单,迭代次数少,且可以考虑实际结构中滑轮半径大小对结构的影响,是平面滑动索结构小变形分析中模拟滑动索的一种简单有效的方法.

  • 标签: 滑动索 等效滑轮 预应力钢结构
  • 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:目前,膜结构设计和验算中的两种方法——分步计算和整体计算均为人们所采用.分步计算是单独分析索和膜,再将反力施加在支撑结构上进行分析;而整体计算是将索和膜与下部支撑结构一起进行分析.随着计算辅助设计软件的发展,过去不得已而为之的分步计算方法越来越显露出其不足之处.本文通过作者所在的研究组自主开发的索膜专用设计软件CAFA,分别由这两种方法对两个算例进行了对比分析,在此基础上得出在索膜结构设计中整体计算的必要性.

  • 标签: 索膜结构 分步计算 整体计算
  • 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:为了满足降低造价的需求,通过算例分析考察了屈曲约束支撑和普通支撑混合布置方式的经济性和结构合理性。针对一个八层典型学校建筑,设计了20个结构方案,其中采用了抗弯框架、中心支撑框架、屈曲约束支撑框架和下部楼层屈曲约束支撑、上部楼层普通支撑的混合框架等四种结构体系。比较了这些方案的结构综合造价以及由弹塑性时程分析得到的强震反应,结果表明:屈曲约束支撑框架和混合框架在7度以上烈度地区比抗弯框架和中心支撑框架更经济;对于混合布置方案,地震烈度越高,更多楼层安装屈曲约束支撑将更经济;在混合布置方案中,上部楼层的普通支撑可能加大下部楼层的柱轴力,使其过早破坏,因而这些柱的截面有必要适当加大;合理设计的混合布置方案与屈曲约束支撑框架在抗震性能上相接近。

  • 标签: 屈曲约束支撑 普通支撑 混合布置 抗震性能
  • 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:节点刚度对单层网壳结构的变形与稳定性能影响显著.本文提出一种相贯节点刚度的计算方法,通过梁元模型与壳元模型之间的对比,可以较为准确地模拟相贯节点的轴向刚度以及面内与面外抗弯刚度.对T型、Y型、X型、K型等多种相贯节点的变形性能、弹簧刚度及其影响因素进行了深入分析,研究了支管杆端变形与主管径厚比的关系,探讨了梁元模型对单层网壳结构的适用条件.为了验证该计算方法的正确性,分别采用梁元-弹簧模型与多尺度分析模型,对单层柱面网壳结构的变形性能与屈曲特征值进行了分析,结果表明两种模型具有较好的一致性.最后,给出了在单层柱面网壳结构设计时,考虑相贯节点刚度的相关建议.

  • 标签: 单层柱面网壳 相贯节点 弹簧刚度 变形 屈曲
  • 简介:500m口径球面射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为反射面的支承结构,柔性索网结构的张拉过程模拟分析对于张拉成形阶段具有重要的指导作用.基于非线性有限元理论,针对FAST索网的结构形式和施工方案,提出了索网张拉过程的模拟分析方法.通过计算分析得到了索网在张拉过程中的位移和内力,计算结果验证了张拉方案的可行性.根据张拉过程中索网的内力变化,确定了FAST索网的误差调整方案.调索后,索力的实测值和计算值偏差在10%以内,说明调索效果较好.

  • 标签: FAST 索网结构 张拉过程 数值模拟 误差
  • 简介:大跨度空间钢管桁架结构常被设计为大型公共建筑的主要受力体系,但是在进行结构设计阶段通常不考虑其施工阶段的受力状况,而其卸载方案的合理性和卸载时结构内力的控制直接关系建筑物的安全和使用。因此,本文应用SAP2000对松江大学城体育馆钢结构屋盖的卸载过程进行了试算,并以此制定卸载方案。在利用SAP2000进行建模时,在多管汇交节点处根据各钢管的线刚度比值进行了简化处理,并且对结构在卸载前的不均匀沉降做了充分考虑。结构卸载时,同时进行下弦杆和腹杆的变形和应变实测以保证结构安全并验证电算的准确性。提出了空间钢管桁架在有限元分析时模型简化的方法和关键点,并给出了大跨度空间桁架在卸载阶段的施工建议。

  • 标签: 卸载 模型简化 施工模拟
  • 简介:在索杆膜找形分析的基础上,在进行索杆膜混合结构的协同荷载分析时,引入弹性T单元,建立了弹性T单元的非线性平衡方程组,并推导了弹性T单元的切线刚度矩阵.利用全Newton-Raphson方法求解此非线性方程组,运用Fortran95计算语言,编制了相应的计算程序.最后对工程实例进行了验算,其结果与德国著名索膜设计软件Easy进行了对比.结果表明,该程序具有较高的精确度.

  • 标签: 索杆膜结构 单元力密度法 协同荷载分析 Newton-Raphson迭代法
  • 简介:索膜结构的找形和荷载分析的精度及周期是索膜建筑设计的关键.传统的分析方法在保证精度和缩短周期上不能兼顾.在使用动力松弛法和非线性有限元法进行大量算例和工程分析的基础上,提出了结合这两种方法的混合法.这种方法在保证分析精度的同时,可以大大缩短分析的时间.同时考虑到实际工程的复杂性,提出了保证混合法可靠性的零荷载检验方法.结合一个实际工程阐述了这种方法的分析流程,给出了在各种荷载作用下的受力性能.

  • 标签: 张拉膜结构 动力松弛法 非线性有限元法 混合法 零荷载检验
  • 简介:天津大剧院屋盖钢桁架最大跨度66.7m,最大悬挑长度33.6m,采用巨型蒙皮抗扭桁架来控制40m×36m开洞部位处长悬臂桁架的扭转.根据结构的受力特点,提出了分六大区逐级卸载的方案,并对实际卸载过程进行了现场监测.采用振弦式表面应变计对T轴、X轴、B1轴、F1轴上的四榀大悬挑桁架以及10轴、11轴的两榀大跨度桁架进行应力监测,并与MIDAS有限元软件的模拟分析结果进行对比,模拟分析理论值与实测数据吻合较好,结构的卸载过程是安全的,并验证了波纹蒙皮桁架的抗扭性能.

  • 标签: 天津大剧院 桁架 施工模拟 监测 蒙皮效应
  • 简介:锥头是螺栓球节点的重要连接件,现有规程中无明确计算条文,文章在总结国内有关锥头理论计算和试验结果的基础上,用多元线性回归分析方法,拟合出锥头简化公式。便于工程应用,文中还对目前生产的锥头进行了评述。

  • 标签: 锥头 螺栓球节点 连接件 极限承载力 强度问题 抗拉计算公式
  • 简介:为了考察材料本构模型参数对构件滞回性能模拟的影响,利用通用有限元软件ABAQUS对H形截面钢构件绕强轴压弯的滞回特性进行了数值模拟研究,对比分析了Ramberg-Osgood模型应变硬化指数和两折线模型强化率的参数取值对低周往复荷载作用下构件的极限抗弯承载力、极限后性能模拟结果的影响。分析表明,在所研究的材料强化参数变化范围内,构件极限抗弯承载力的相应变化是有限的;但构件的残余位移、耗能能力等大范围塑性变形阶段的模拟结果对两类材料模型强化参数均表现出很强的敏感性。基于以上分析结果,建议在对构件性能进行全过程数值模拟时应当谨慎地选用材料强化参数,并在必要时补充相应的材料性能试验。

  • 标签: 数值模拟 压弯构件 材料模型强化参数 滞回性能 残余位移
  • 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:高烈度地区某超高层结构地面以上部分57层,地面到大屋面高度为246.25m,采用钢管混凝土柱型钢梁钢筋混凝土核心筒伸臂桁架结构体系.通过多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的结构受力性能分析,论证了结构的抗震安全性.介绍了核心筒剪力墙、外围框架柱以及加强层等关键部位的设计思路.通过工程实践验证了高烈度地区混合结构通过合理的结构体系设计形成多道抗震防线,保证结构整体安全性能的可行性.

  • 标签: 超高层结构 抗震安全性 高烈度地区 混合结构 抗震防线