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顺德德胜体育中心训练馆轮辐式双层索系结构设计分析
1
作者 林全攀 区彤 +1 位作者 刘雪兵 石开荣 《钢结构（中英文）》 2024年第8期29-36,共8页
顺德德胜体育中心训练馆是华南区域已建成的最大跨度椭圆形闭口式、轮辐式双层索系结构。训练馆结构由竖向V撑、外压环、内拉环、撑杆、径向受力索和环向稳定索共同组成,平面为椭圆形,平面尺寸97 m×83 m,其中索网部分长、短轴长度... 顺德德胜体育中心训练馆是华南区域已建成的最大跨度椭圆形闭口式、轮辐式双层索系结构。训练馆结构由竖向V撑、外压环、内拉环、撑杆、径向受力索和环向稳定索共同组成,平面为椭圆形,平面尺寸97 m×83 m,其中索网部分长、短轴长度分别为89、75 m,中部压环高度为8.3 m。针对轮辐式双层索结构体系找力程序繁琐、优化困难等缺点,将改进后的粒子群算法首次应用于上述问题中。粒子群算法(PSO)是一种以鸟群觅食的自然生物现象作为启发而提出的仿生学智能优化算法,虽已在各优化领域崭露头角,但其在大跨度预应力结构领域的应用较少。鉴于上述现状,根据PSO优化算法的优缺点,提出一种改进的PSO算法,改进算法规避了原始方法惯性系数w无法根据优化过程进行更新而导致算法后期优化效率低下的缺点,显著提高了算法的优化效率。通过编程软件MATLAB编制改进的PSO算法程序,通过MATLAB与ANSYS有限元软件的协同工作机制,将改进的PSO用于轮辐式双层索系结构体系的预应力优化中,结果表明,经改进优化算法优化后的双层索网结构在预应力态下仅有33 mm的最大竖向位移,优化效果显著,满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求。在上述优化基础上,进一步对轮辐式双层索系结构进行常规的弹性分析,如模态分析、索网变形分析、拉索内力分析、非线性屈曲分析及应力比验算等,结果显示各项指标均满足GB 50017—2017的要求。通过断索和断环梁的分析,验证了结构在极端情况下仍具有足够的安全储备,具备足够的安全冗余度。利用有限元软件对索夹节点进行1∶1实际仿真建模分析,将设计的包络索力施加于计算模型中,验证了索夹受力满足设计要求。改进的PSO算法得到的双层索系结构预应力优化结果,满足结构初始态强度与刚度要求,并在此基础上进行模态分析、索� 展开更多
关键词 轮辐式双层索系 连续焊缝不锈钢屋面 找力分析 粒子群算法 非线性屈曲分析
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顺德德胜体育馆含悬挂斗屏索穹顶结构防连续倒塌分析研究 被引量：3
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作者 张连飞 区彤 +1 位作者 刘雪兵 姜正荣 《钢结构（中英文）》 2022年第1期21-30,共10页
顺德德胜体育中心体育馆采用Geiger+Levy型组合方式索穹顶结构体系,平面投影为椭圆形,其中索穹顶长轴方向结构净跨124 m,短轴方向结构净跨105 m,为目前国内封闭金属屋面最大跨度索穹顶结构。为考察含斗屏的索穹顶结构在局部索(杆)破断... 顺德德胜体育中心体育馆采用Geiger+Levy型组合方式索穹顶结构体系,平面投影为椭圆形,其中索穹顶长轴方向结构净跨124 m,短轴方向结构净跨105 m,为目前国内封闭金属屋面最大跨度索穹顶结构。为考察含斗屏的索穹顶结构在局部索(杆)破断或松弛后结构力学性能,采用有限元非线性动力分析方法进行断索(杆)或松弛下的连续倒塌分析。从构件层面和结构体系层面阐述索穹顶结构倒塌失效准则,最终确定以变形标准和破坏后剩余构件塑性铰开展机制的结构体系层面为倒塌失效准则,首先以受力较大的第3圈环索及相关斜索和撑杆的关键构件破断为例,进行含重型斗屏和不含重型斗屏计算模型的非线性动力连续倒塌分析,比较两种工况下倒塌过程的力学性能差异;其次在含重型斗屏的基础上进行不同位置的单根索(杆)或多根索(杆)的非线性动力断索(杆)分析,比较不同部位关键构件在结构体系中的力学作用;最后在含重型斗屏计算模型的基础上进行不同部位的索力松弛分析,考察不同部位索构件在不同程度松弛过程中结构的力学响应。计算结果表明:采用Geiger+Levy型组合方式索穹顶结构具有良好的抗连续倒塌能力,悬挂斗屏作为集中悬挂质量对断索后结构动力响应具有一定的影响;通过考虑不同位置的断索分析,发现环索对结构的影响最大,且环索破断后结构仍具有良好的防连续倒塌能力,并提出了在实际工程设计中可采用双索或四索的设计思路来提高环索的防连续倒塌能力,提高结构在偶然荷载下的结构安全储备。 展开更多
关键词 索穹顶 抗连续倒塌 索松弛 斗屏 非线性动力分析
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顺德德胜体育中心游泳馆单层马鞍形索网设计分析
3
作者 陈进于 区彤 +1 位作者 刘雪兵 姜正荣 《钢结构（中英文）》 2022年第8期26-34,共9页
顺德德胜体育中心为在国内沿海台风高发区首次采用单层马鞍形索网结构的工程。索网平面为109 m×71 m的椭圆,索网矢高8 m,索网屋面钢结构的支撑体系和抗侧力体系由外围V支撑和屋面环梁共同组成。索网结构纵向受力索和横向稳定索分... 顺德德胜体育中心为在国内沿海台风高发区首次采用单层马鞍形索网结构的工程。索网平面为109 m×71 m的椭圆,索网矢高8 m,索网屋面钢结构的支撑体系和抗侧力体系由外围V支撑和屋面环梁共同组成。索网结构纵向受力索和横向稳定索分别采用2ϕ65和2ϕ45高强密封索,环梁为截面1 m×2 m的巨型矩形梁,屋面系统为三层膜面体系。作为沿海强台风地区的马鞍形索网屋盖,必须通过精细找形和找力确定主索和次索的预拉力,紧密协调“恒载+活载”和“恒载+风载”组合下挠度和索内力的相对比例,使得向上和向下的变形相对平衡。结构体系和找形找力初步确定后,通过静力分析、稳定性分析、防连续倒塌分析、施工模拟分析以及罕遇地震弹塑性分析,进行构件精细化设计并验证结构方案的合理性。索网安全冗余度和施工次序对结构体系的成型至关重要,设计采用非线性静力分析方法进行断索分析,并从工程设计角度建议采用高空溜索+张拉稳定索的张拉方案。针对结构受力特点,周边V撑承受较大双向轴力,且外露可视,故创新性采用双向推力轴承节点,在保证结构受力同时确保建筑美观性,同时确保节点安全和冗余度。屋盖钢结构和索结构设计均能满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》的要求,并能有效实现建筑形态。 展开更多
关键词 单层马鞍形索网 稳定性分析 施工模拟分析 防连续性倒塌分析 罕遇地震弹塑性分析 双向推力轴承
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结构方程模型在科技期刊量化指标研究中的应用 被引量：15
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作者 温学兵 刘洋 《沈阳师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期319-325,共7页
期刊量化评价指标现有20多项,新的量化指标还在不断涌现。因此,研究各项评价指标的特点、规律、相关关系以及对各指标间的结构进行分类和探讨尤为重要。结构方程模型利用不同统计方法对大样本进行结构关系分析,不仅具有先验性,还可以同... 期刊量化评价指标现有20多项,新的量化指标还在不断涌现。因此,研究各项评价指标的特点、规律、相关关系以及对各指标间的结构进行分类和探讨尤为重要。结构方程模型利用不同统计方法对大样本进行结构关系分析,不仅具有先验性,还可以同时检验测量变量和潜在变量。介绍了结构方程模型的原理、应用及其专用软件AMOS,详细描述了其在期刊量化指标应用中的研究进展,分析了相关研究的优缺点,对文章的样本量、拟合指标数据、AMOS软件操作等注意事项进行了分析和探讨。研究表明,结构方程模型方法在期刊量化指标结构关系中研究具有重要的实践意义,但需进一步拓展研究深度和广度,重视并完善方法应用的规范性。 展开更多
关键词 期刊评价指标 结构方程模型 测量模型 验证性因子分析
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顺德德胜体育中心体育场屋盖钢结构设计与监测
5
作者 张增球 区彤 刘雪兵 《钢结构（中英文）》 2024年第8期37-44,共8页
以顺德德胜体育中心体育场项目为依托,从项目的重、难点出发,针对场地条件特点、屋盖造型复杂和支撑条件有限,进行了屋盖整体结构方案的思考和分析,提出了一种契合建筑复杂造型且能够空间协同工作的拱架结构体系。对体育场屋盖创新性地... 以顺德德胜体育中心体育场项目为依托,从项目的重、难点出发,针对场地条件特点、屋盖造型复杂和支撑条件有限,进行了屋盖整体结构方案的思考和分析,提出了一种契合建筑复杂造型且能够空间协同工作的拱架结构体系。对体育场屋盖创新性地组合了巨型拱架结构、张弦网格结构及带上人观光功能的连廊结构体系,解决了屋盖大跨度、大悬挑的受力及上人功能的需求。其特点在于利用建筑屋盖4个落地筒状造型,设置4根巨型格构柱,与屋面内环三角桁架共同组成具有空间协同受力的巨型拱架结构体系。方案确定后,首先进行了巨型拱架结构体系的受力分析、变形控制及承载力验算,确保巨型拱架结构体系的传力合理及安全稳定性;对张弦网格结构进行了索力分析与设计,确保在最不利工况下拉索不松弛;对本项目复杂及关键节点进行有限元分析,通过受力计算和构造加强,保证节点在复杂应力状态下处于弹性工作状态。最后,对屋盖钢结构监测数据进行分析和对比,对钢结构合拢前、合拢后、胎架拆除过程及屋面二次安装过程的变形及杆件应力变化情况进行分析,并与预警值比较,结果表明所有监测数据未超出设计预警值,符合设计要求。综合分析表明,本项目体育场大跨度复杂钢结构采用巨型拱架+张弦网格+观光连廊结构体系具有足够的稳定和安全冗余度,其结构体系和设计方法可以为类似工程参考借鉴。 展开更多
关键词 巨型格构柱 巨型环桁架 张弦网格 观光连廊 健康监测
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