肋环人字型索穹顶受力特性及其预应力态的分析法 被引量：23

1

作者 董石麟 梁昊庆 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期102-108,共7页

提出一种肋环人字型索穹顶,其形体构造设有两根人字型撑杆,改变了现有符合Fuller思想的张拉整体类索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶只设单根撑杆即竖杆的特点。肋环人字型索穹顶上、下弦节点的索杆数均为6,与最常见的... 提出一种肋环人字型索穹顶,其形体构造设有两根人字型撑杆,改变了现有符合Fuller思想的张拉整体类索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶只设单根撑杆即竖杆的特点。肋环人字型索穹顶上、下弦节点的索杆数均为6,与最常见的上下弦节点数为4的肋环型索穹顶相比,可改善结构的稳定性;上下弦节点错位布置,便于铺设环向折线形膜面。针对肋环人字型索穹顶提出确定预应力态的分析计算方法,该法从节点平衡方程入手,推导了不设和设有内孔的索穹顶预应力索杆内力的通用计算式。对不设和设有内孔两种形式特定参数的索穹顶给出了内力计算用表和算例分析。结果表明,结构预应力态杆件内力由内圈至外圈逐步增大,随结构矢跨比增大肋环人字型索穹顶的杆件内力减小。计算结果可供工程设计参考。 展开更多

关键词 肋环人字型索穹顶 预应力态 简捷分析法 受力特性

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蜂窝四撑杆型索穹顶的构形和预应力分析方法 被引量：15

2

作者 董石麟 涂源 《空间结构》 CSCD 北大核心 2018年第2期3-12,共10页

提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长... 提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长矩形条或联方形的网格布设,也改变了上、下节点处只有一根竖向撑杆的特点.完全抛弃了Fuller构想拉索海洋与撑杆（压杆）孤岛的构形.这种蜂窝四撑杆索穹顶具有环索、斜索数量少,撑杆和整体结构稳定性好,施工张拉方便,造型丰富优美等诸多优点.文中还根据节点平衡方程,推导了蜂窝四撑杆型索穹顶预应力态索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和对比分析,以了解索穹顶预应力态的分布规律和特性.本文研究为索穹顶的设计和选型提供了新形式、新思路. 展开更多

关键词 蜂窝四撑杆型索穹顶 新结构 结构构形 预应力态 简捷分析法 计算用表

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无锡太湖国际高科技园区科技交流中心钢屋盖索穹顶结构设计 被引量：12

3

作者 史秋侠 朱智锋 裴敬 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第S1期144-148,共5页

索穹顶结构是效率高的全张力集成体系或全张力体系,压杆数量少,因其外形类似于穹顶,而主要的受力构件为钢索,因此将其命名为索穹顶。在中国,索穹顶结构体系还没有真正应用到工程领域,但是弦支穹顶结构在几个大型场馆中得到成功应用。在... 索穹顶结构是效率高的全张力集成体系或全张力体系,压杆数量少,因其外形类似于穹顶,而主要的受力构件为钢索,因此将其命名为索穹顶。在中国,索穹顶结构体系还没有真正应用到工程领域,但是弦支穹顶结构在几个大型场馆中得到成功应用。在无锡太湖国际高科技园区科技交流中心钢结构设计中,得到业主的大力支持,将屋面钢结构——梅花造型的花心区域设计为索穹顶结构,使索穹顶结构真正应用于国内的工程领域。阐述了本工程的设计原则,进行了初始态分析,预应力设计分析,荷载态设计。对预应力大小与杆件内力关系进行了分析,并确定了本工程中最佳预应力的大小。对各种受荷状态进行受力分析,分析了在不同均布荷载下结构的内力变化情况,并对特殊荷载下结构的受力状况进行计算分析,得到结构的受力特点。对结构所有杆件在各种不同组合下的内力变化情况进行分析,并根据内力变化情况选择合适的截面。 展开更多

关键词 索穹顶 初始态 预应力态 平衡态

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蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形和预应力态分析研究 被引量：11

4

作者 董石麟 陈伟刚 +1 位作者 涂源 郑晓清 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期128-135,共8页

该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑... 该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑杆型索穹顶的提出,即减少了环索与斜索用量,又提高了撑杆及结构的整体稳定性。该文对索穹顶预应力态采用节点平衡方程,详细推导和建立了蜂窝三撑杆型索穹顶索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和大量的算例分析,以诠释索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。该文的研究为索穹顶结构的选型和设计提供了一种新方案、新形体。 展开更多

关键词 蜂窝三撑杆型索穹顶 结构构形 预应力态 分析方法 受力特性 计算用表

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蜂窝双撑杆型索穹顶的构形和预应力态简捷计算法以及参数灵敏度分析 被引量：6

5

作者 董石麟 朱谢联 +1 位作者 涂源 董晟昊 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期128-135,共8页

蜂窝双撑杆型索穹顶结构具有以下特点:一是上弦脊索选用了任意等腰六边形的蜂窝网格;二是抛弃了在上下弦节点只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想,而是在上下弦节点设有倾斜形的双撑杆,这使... 蜂窝双撑杆型索穹顶结构具有以下特点:一是上弦脊索选用了任意等腰六边形的蜂窝网格;二是抛弃了在上下弦节点只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想,而是在上下弦节点设有倾斜形的双撑杆,这使上弦网格扩大,撑杆和整体结构的稳定性得到提高,可改善施工张拉成形的方便性,结构构形的建筑美和结构美协调融合。依据节点平衡方程,提出了结构预应力态的简捷计算法,推导了预应力态索杆内力一般性计算公式。对90个结构模型进行了分析计算,反映了该种索穹顶预应力态的索杆内力大小和分布规律,同时参数灵敏度分析结果表明,内力分布对矢跨比和是否开孔不敏感,下弦节点位置则影响较大。本文的研讨为索穹顶结构选型、设计和施工提供了一种新思路。 展开更多

关键词 蜂窝双撑杆型索穹顶 结构构形 预应力态 简捷计算法 受力特性 参数分析 结构灵敏度

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单榀张弦梁结构找形的简便算法 被引量：5

6

作者 盛红梅 杜咏 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2015年第3期19-23,共5页

张弦梁结构(简称BSS)具有体系简单、充分发挥刚柔两种材料的优势等特点,在大跨度结构中得到了越来越广泛的应用。下弦索预应力值的确定和张弦梁零状态几何形态的解析解是求解常温荷载态下,以及高温荷载态下结构力学特征量解析解的基础... 张弦梁结构(简称BSS)具有体系简单、充分发挥刚柔两种材料的优势等特点,在大跨度结构中得到了越来越广泛的应用。下弦索预应力值的确定和张弦梁零状态几何形态的解析解是求解常温荷载态下,以及高温荷载态下结构力学特征量解析解的基础。目前主要采用的做法是先行给定下弦索预应力值,然后通过数值模拟得到张弦梁零状态几何形态,但是,这种方法对结构设计人员可操作性不强。针对工程中常用的抛物线形张弦梁,通过对其预应力态下梁单元及索单元的微分平衡方程进行求解,以预应力态下张弦梁的几何形态为目标态,建立下弦索的预应力值与结构零状态几何函数间的关系,得出单榀张弦梁结构找形的简便计算方法。并将该方法的计算结果与基于有限元ANSYS软件模拟结果进行对比,误差不超过3%。结构工程师可以用这种简便计算方法设计零状态下张弦梁几何形态,从而得到满足建筑要求的抛物线形张弦梁几何形态。该方法的求解思路,也可为其它形状函数的张弦梁找形与分析提供参考。 展开更多

关键词 张弦梁 找形 预应力 零状态 预应力态

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预应力钢结构自振特性研究 被引量：2

7

作者 尹越 冯涛 郑力 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2017年第B07期169-174,共6页

采用求解考虑几何非线性的结构特征方程的方法对预应力态和承载态的单自由度预应力钢结构进行自振特性分析,通过与非线性瞬态分析结果比较,验证了该方法的正确性,明确了结构自振频率与结构切线刚度的关系.在此基础上,对索桁架和张弦梁... 采用求解考虑几何非线性的结构特征方程的方法对预应力态和承载态的单自由度预应力钢结构进行自振特性分析,通过与非线性瞬态分析结果比较,验证了该方法的正确性,明确了结构自振频率与结构切线刚度的关系.在此基础上,对索桁架和张弦梁结构的自振特性进行了研究,结果表明:预拉力和外荷载引起的预应力钢结构切线刚度的改变将影响结构的自振特性,预应力通常增大结构刚度和自振频率,而外荷载可能增大或减小结构刚度和自振频率.因此,进行预应力钢结构自振特性分析应同时考虑预应力和外荷载的影响,然而对张弦梁这类结构由于预拉力和外荷载对结构切线刚度的影响相互抵消,可直接采用线性自振频率进行结构抗震设计. 展开更多

关键词 预应力钢结构 自振特性 预应力态 承载态 非线性刚度

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张力索网结构零应力态与预应力态计算方法（英文） 被引量：1

8

作者 Wu-jun CHEN Jin-yu ZHOU Jun-zhao ZHAO 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第10期813-828,共16页

研究目的:减小张力索网结构所求实际预应力与预期预应力之间的差异,并更完善地描述结构力学行为。创新要点:提出张力索网结构全过程分析概念,并用10个状态描述了其物理或分析的状态,以及15个过程揭示了状态间内在的逻辑关系和力学分析理... 研究目的:减小张力索网结构所求实际预应力与预期预应力之间的差异,并更完善地描述结构力学行为。创新要点:提出张力索网结构全过程分析概念,并用10个状态描述了其物理或分析的状态,以及15个过程揭示了状态间内在的逻辑关系和力学分析理论;在应力释放分析中,采用逆分析法提出了一种用于求解合理零应力状态的迭代计算方法;在预应力成形分析中,为获取预应力状态建立了另一种迭代计算方法。研究方法:应力释放分析主要包括四个步骤:构件无应力长度及伸长量计算,最小范数最小二乘法,数值迭代方法,和执行程序(图4);预应力成形分析在能量方程的基础上提出了控制方程的显式表达式,并为避免初始刚度矩阵的奇异问题而采用了合理自应力模态(图5)。重要结论:比较本文提出的计算方法与动力松弛法得到的零应力态,发现结果吻合良好,证明计算过程收敛性良好且结果准确。在预应力成形分析中,采用本文迭代方法可以有效消除所求实际预应力与预期预应力之间的差异。此外,提出的所有计算方法都符合模块化流程,具有广泛适用性。 展开更多

关键词 张拉索网结构 零应力态 预应力态 预应力释放分析 预应力成形分析 找形分析 逆问题

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蜂窝单撑杆型索穹顶的构形及预应力态的简捷计算法 被引量：2

9

作者 董石麟 郑晓清 +1 位作者 涂源 陈伟刚 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2020年第4期1-9,共9页

研讨了一种新型的蜂窝单撑杆型索穹顶结构,它的几何构形为上弦索,是一种蜂窝形网格布置,整个结构仍属于“拉索海洋和压杆孤岛”张拉整体的Fuller构想,但并不要求压杆垂直于水平面,而在径向平面内有一倾角,故可称为蜂窝单撑杆型索穹顶结... 研讨了一种新型的蜂窝单撑杆型索穹顶结构,它的几何构形为上弦索,是一种蜂窝形网格布置,整个结构仍属于“拉索海洋和压杆孤岛”张拉整体的Fuller构想,但并不要求压杆垂直于水平面,而在径向平面内有一倾角,故可称为蜂窝单撑杆型索穹顶结构。采用节点平衡方程,对蜂窝单撑杆型索穹顶结构的预应力态提出了简捷分析法,详细推导了预应力索杆内力的一般性递推计算公式,并根据若干参数给出了大量的算例计算结果,以了解索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。研究工作可为索穹顶结构的选型和设计提供参考。 展开更多

关键词 蜂窝单撑杆型索穹顶 结构构形 预应力态 简捷计算法 受力性能 计算表格

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葵花双撑杆型索穹顶预应力及多参数敏感度分析 被引量：2

10

作者 董石麟 陈伟刚 +1 位作者 涂源 郑晓清 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期739-746,801,共9页

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等... 提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等参数做了72个算例,并验证了预应力态索杆内力计算公式是精确解.分析结果表明,结构预应力态时索杆内力从内圈向外围是成倍递增的;下弦节点位置沿竖向与水平向发生改变后,均使预应力态索杆内力发生较大的变化;矢跨比在0.1~0.2范围内时,矢跨比对索杆内力的影响较小;说明了结构矢跨比、结构中部是否开孔属非敏感性参数,而下弦环索数、下弦节点位置则属敏感性参数,在进行结构设计时应重点考虑.该结构形式的提出为索穹顶的选型、设计计算和施工提供了新方案、新思路. 展开更多

关键词 葵花双撑杆型索穹顶 结构构形 预应力态 简捷分析法 敏感度分析 算例计算

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张拉式环形内挑顶蓬结构静力特性分析 被引量：1

11

作者 刘永清 汪涛 +1 位作者 张颖 黄呈伟 《建筑钢结构进展》 2006年第6期5-10,共6页

本文提出的索穹顶——张拉式环形内挑顶蓬结构具有造型美观、形式多变、结构轻盈、整体性好、施工方便等突出优点。用ANSYS计算软件模拟分析了顶蓬结构的静力特性,着重分析探讨空间几何形状和预应力态对顶蓬结构内力和位移的影响。掌握... 本文提出的索穹顶——张拉式环形内挑顶蓬结构具有造型美观、形式多变、结构轻盈、整体性好、施工方便等突出优点。用ANSYS计算软件模拟分析了顶蓬结构的静力特性,着重分析探讨空间几何形状和预应力态对顶蓬结构内力和位移的影响。掌握了顶蓬结构的内力分布及变化规律,为下一步动力分析和实际工程设计运用做准备。通过计算分析可以看出,该种顶蓬结构特别适用于大、中型体育场看台顶蓬和其它环形建筑,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 新型顶蓬 空间几何形状 预应力态 静力特性分析

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FAST反射面支承结构整体索网分析 被引量：22

12

作者 钱宏亮 范峰 +1 位作者 沈世钊 王启明 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期750-752,共3页

采用整体索网作为大射电望远镜(FAST)反射面的支承结构,网格划分形式为短程线型.通过对整体索网的初始预应力态的分析、工作状态的动态模拟以及结构的受荷分析,发现结构的拟合精度均能满足FAST电性能的要求,论证了整体索网结构作为FAST... 采用整体索网作为大射电望远镜(FAST)反射面的支承结构,网格划分形式为短程线型.通过对整体索网的初始预应力态的分析、工作状态的动态模拟以及结构的受荷分析,发现结构的拟合精度均能满足FAST电性能的要求,论证了整体索网结构作为FAST反射面支承结构的可行性. 展开更多

关键词 大射电望远镜 整体索网 初始预应力态 动态模拟

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鸟巢四撑杆型索穹顶大开口体育场挑篷结构形态确定、参数分析及试设计 被引量：8

13

作者 董石麟 刘宏创 《空间结构》 CSCD 北大核心 2020年第3期3-15,共13页

提出一种新型鸟巢四撑杆型大开口索穹顶的结构构形,可应用于体育场环形挑篷等大跨度结构.区别于Fuller传统意义上的张拉整体构想,此类体系有4根撑杆交汇于同一下弦节点,减少了环索和斜索用量,便于张拉施工张拉并提高了整体稳定性.交错... 提出一种新型鸟巢四撑杆型大开口索穹顶的结构构形,可应用于体育场环形挑篷等大跨度结构.区别于Fuller传统意义上的张拉整体构想,此类体系有4根撑杆交汇于同一下弦节点,减少了环索和斜索用量,便于张拉施工张拉并提高了整体稳定性.交错布置的上弦通长脊索替代了上弦环索,赋予了结构鸟巢状的新颖建筑造型.根据节点平衡方程,详细推导了鸟巢四撑杆型大开口索穹顶预应力态索杆内力的一般计算公式,分析研究了多个参数对索穹顶预张力分布的影响,以了解索穹顶预应力的分布规律和特性.文中还以约束条件的形式考虑了结构的刚度、稳定性和承载力的要求以及预应力水平的附加成本,将索杆质量比纳入经济指标目标函数的考量,采用遗传算法对200m跨度的鸟巢四撑杆型大开口索穹顶进行了优化设计.分析结果表明这种新型索穹顶具有优越的技术经济指标.本文的研究为索穹顶的分析计算、设计和造型提供了新形式、新思路. 展开更多

关键词 鸟巢四撑杆型大开口索穹顶 结构形态 预应力态简捷分析法 参数敏感性分析 索穹顶试设计 遗传算法 技术经济指标

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轮辐式交叉索结构构形研究及其预应力态分析 被引量：6

14

作者 胡宗羽 王俊 赵基达 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期8-15,共8页

以传统轮辐式索结构为基础,提出一类轮辐式交叉索结构,该类结构由双层外环压梁、双层内环拉索、内环撑杆、径向交叉布置的径向承重索、径向稳定索及它们之间的联系索杆组成。采用径向索交叉布置的新形式可减小结构层高度,改善结构整体... 以传统轮辐式索结构为基础,提出一类轮辐式交叉索结构,该类结构由双层外环压梁、双层内环拉索、内环撑杆、径向交叉布置的径向承重索、径向稳定索及它们之间的联系索杆组成。采用径向索交叉布置的新形式可减小结构层高度,改善结构整体抗扭刚度,同时形成的"空间谷脊效应"便于屋面组织排水。根据内环撑杆布置方式的不同,轮辐式交叉索结构又可分为竖撑杆型和人字撑杆型两种不同构形的轮辐式交叉索结构。基于节点平衡方程,对提出的两种轮辐式交叉索结构进行预应力态分析,推导出轮辐式交叉索结构预应力态内力的计算公式。此外还将轮辐式交叉索结构的预应力态受力特性与传统轮辐式索结构进行对比,并考虑不同内环结构高度、内外环几何中心高差等几何参数下结构的自应力分布情况。结果表明,轮辐式交叉索结构具有结构高度低、结构刚度大、受力合理等特点,在大型体育场等建筑中有很好的工程应用前景。 展开更多

关键词 轮辐式交叉索结构 结构构形 预应力态分析 受力特性

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空间整体张拉式悬索桥的结构设计与分析 被引量：5

15

作者 杨晖柱 吴水根 代崇民 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2020年第22期119-124,共6页

某景观人行桥为跨度165 m的三跨连续悬索桥,主跨加劲梁竖曲线为圆弧,空间曲线主缆与索塔均朝横桥向外侧倾斜。根据桥梁的景观要求、几何形态与尺度、轻载特征及场地条件,设计了摇摆索塔的自锚式悬索桥结构系统。摇摆索塔由倾斜的桅杆与... 某景观人行桥为跨度165 m的三跨连续悬索桥,主跨加劲梁竖曲线为圆弧,空间曲线主缆与索塔均朝横桥向外侧倾斜。根据桥梁的景观要求、几何形态与尺度、轻载特征及场地条件,设计了摇摆索塔的自锚式悬索桥结构系统。摇摆索塔由倾斜的桅杆与背索组成,缆索、桅杆及加劲梁共同形成了稳定的空间整体张拉结构系统。采用了桅杆-背索-加劲梁的整体式支座桥墩,在横桥向形成自平衡系统,抵消了桅杆的地基压载并避免了设置背索的重力锚碇。加劲梁重量轻,缆索的重力刚度很小,需要施加额外的预应力。为此通过初始预应力态设计来确定结构的预应力度,以外倾的平面悬链线为初始几何构形,根据索杆节点静力平衡条件计算主缆的初始预应力态空间线形与内力,按不动点原则和桅杆顶点的静力平衡条件确定桅杆-背索的受力平面方位。分别采用加劲梁的鱼骨式与壳单元有限元模型,计算了整体结构的静力与动力性能。计算结果表明:预应力增加了索杆系统的刚度与稳定性,减小了加劲梁的挠度;整体结构具有合理的刚度、稳定性与承载能力;相关结构性能指标符合设计规范的要求。 展开更多

关键词 自锚式悬索桥 摇摆式索塔 整体张拉结构 初始预应力态 主缆空间线形 刚度 稳定性

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轮辐式斜交型索结构的几何构型与预应力态分析

16

作者 杨佳奇 武岳 +2 位作者 周光毅 辛光耀 李东方 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期30-42,共13页

轮辐式斜交型索结构体系的弦索采用斜向布置形式,能有效改善结构的整体抗扭性能,并有利于提升施工稳定性和使用安全性,同时也增加索结构体系的美感,丰富结构形式。通过几何形态分析发现轮辐式斜交型索结构的关键形态参数包括索结构桁架... 轮辐式斜交型索结构体系的弦索采用斜向布置形式,能有效改善结构的整体抗扭性能,并有利于提升施工稳定性和使用安全性,同时也增加索结构体系的美感,丰富结构形式。通过几何形态分析发现轮辐式斜交型索结构的关键形态参数包括索结构桁架单元数量、斜交角度、内外环半径、起拱高度和下垂深度,并基于此建立参数化建模方法。根据节点平衡方程,推导轮辐式斜交型索结构在预应力态下的索杆内力快速估算公式,并探究斜交角度、内外环厚度和内外环几何中心高差对预应力分布的影响,结果表明:斜交角度对结构受力效率的影响较大;内外环厚度对拉索索力的影响很小,而对内环撑杆轴压力的影响较大;内外环几何中心高差对索杆内力的影响较大。该文的研究有助于促进轮辐式斜交型索结构的进一步应用。 展开更多

关键词 轮辐式索结构 结构构型 几何形态分析 参数化建模 预应力态分析 受力特性

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鼓蜂窝四撑杆型索穹顶的结构构形及预应力态分析 被引量：4

17

作者 董石麟 吕辉 +2 位作者 陈照全 张浩 王艺达 《空间结构》 CSCD 北大核心 2022年第4期3-15,共13页

继鼓蜂窝序列索穹顶创新研究后,进一步探讨了鼓蜂窝四撑杆型索穹顶的三种结构构形及一般性的预应力态分析方法.分析讨论表明:鼓蜂窝四撑杆型索穹顶是一类构形最丰富的索穹顶,在轴对称荷载作用下,均可归属为一次超静定结构,通过建立节点... 继鼓蜂窝序列索穹顶创新研究后,进一步探讨了鼓蜂窝四撑杆型索穹顶的三种结构构形及一般性的预应力态分析方法.分析讨论表明:鼓蜂窝四撑杆型索穹顶是一类构形最丰富的索穹顶,在轴对称荷载作用下,均可归属为一次超静定结构,通过建立节点平衡方程组,可简捷求得预应力态的精确解.对开、闭口鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶,文中分别详细推演了预应力态的全过程分析,并对多个参数作了预应力态分布规律和特点的阐释.本文研究为索穹顶结构的选型、设计提供了新思路、新方案. 展开更多

关键词 鼓蜂窝序列索穹顶 四撑杆型索穹顶 结构构形 预应力态分析 节点平衡方程 精确解

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鼓蜂窝序列多撑杆型索穹顶结构体系创新研究及预应力态分析 被引量：3

18

作者 董石麟 王艺达 刘宏创 《空间结构》 CSCD 北大核心 2022年第3期3-15,共13页

提出鼓蜂窝序列多撑杆型索穹顶的结构形体,可应用于圆形平面开、闭口体育场馆等大跨度建筑屋盖.与蜂窝序列多撑杆型索穹顶结构形体的差异,在于把结构上弦采用两端尖的等腰六边形网格系列,改用两端平的“胖腰鼓”或“瘦腰鼓”腰鼓六边形... 提出鼓蜂窝序列多撑杆型索穹顶的结构形体,可应用于圆形平面开、闭口体育场馆等大跨度建筑屋盖.与蜂窝序列多撑杆型索穹顶结构形体的差异,在于把结构上弦采用两端尖的等腰六边形网格系列,改用两端平的“胖腰鼓”或“瘦腰鼓”腰鼓六边形网格系列,增添了建筑与结构造型的多样性,为优化设计提供更多方案.由于是采用多撑杆型体系,可使撑杆和整体结构的稳定性得以提高.提出了单撑杆型、双撑杆型、三撑杆型、四撑杆Ⅰ型、四撑杆Ⅱ型共五种形式的鼓蜂窝序列索穹顶;对每种形式的索穹顶,就其索杆布设、节点类型、拓扑关系、施工成形难易程度、预应力态节点平衡方程的建立、索穹顶预应力态分析等作了阐述,并进行了对比分析;文中还附有算例,且做了预应力态的参数分析.本文的研究可为索穹顶结构的选型、设计和施工提供新思路、新方案. 展开更多

关键词 鼓蜂窝序列索穹顶 腰鼓六边形网格 多撑杆 节点平衡方程 预应力态分析

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肋环四撑杆型大开口弦支网壳体育场罩篷结构形态分析及优化设计 被引量：1

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作者 刘宏创 董石麟 +1 位作者 王艺达 金洋 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期135-150,共16页

为从结构体系层面改善大跨度屋盖结构受力性能和经济性,提出一种肋环四撑杆型大开口弦支网壳的结构形式,可应用于大跨度体育场环形罩篷结构。与常规的弦支网壳不同,该结构的下弦节点设置四根撑杆,提高了整体结构的稳定性;且上弦层网格... 为从结构体系层面改善大跨度屋盖结构受力性能和经济性,提出一种肋环四撑杆型大开口弦支网壳的结构形式,可应用于大跨度体育场环形罩篷结构。与常规的弦支网壳不同,该结构的下弦节点设置四根撑杆,提高了整体结构的稳定性;且上弦层网格可采用铰接节点,减少环索和斜索的用量,预应力张拉施工便捷。区别于多撑杆类索穹顶,该结构上弦不采用索系而采用杆系,使造价经济,且便于铺设刚性屋面。针对该大开口弦支网壳,根据节点平衡方程,推导出了预应力态索杆内力一般性计算公式,分析了弦支网壳预张力分布随几何参数的变化规律。以跨度200 m的大开口体育场罩篷为例,通过全局敏感性及相关性分析,揭示了该弦支网壳整体刚度的主要影响因素为几何参数,而预张力仅起到维持局部稳定和预起拱的作用。基于两种改进遗传算法对该弦支网壳结构进行了优化设计与权衡分析,结果表明在满足稳定性前提下适当提高结构矢高和厚度,有利于改善结构刚度和经济性。最后对张拉施工和静力加载至整体失稳的全过程进行了模拟分析,表明该弦支网壳可高效利用上弦杆拉、压两端的截面强度,而施工阶段仍有必要引入临时支撑。 展开更多

关键词 肋环四撑杆型大开口弦支网壳 结构形态分析 预应力态分析方法 全局敏感性分析 体育场罩篷优化设计

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葵花三撑杆型弦支网壳大开口体育场罩篷结构形态优化设计及张拉-受荷全过程模拟

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作者 董石麟 刘宏创 王艺达 《空间结构》 CSCD 北大核心 2023年第4期3-17,共15页

提出一种新型葵花三撑杆型大开口弦支网壳的结构形式,可用于大跨度体育场环形罩篷结构.不同于传统弦支网壳,下弦节点处设有交汇的三根撑杆,可减少环索和斜索用量,便于张拉施工,且改善了整体结构的稳定性;还有别于拓扑相同的葵花三撑杆... 提出一种新型葵花三撑杆型大开口弦支网壳的结构形式,可用于大跨度体育场环形罩篷结构.不同于传统弦支网壳,下弦节点处设有交汇的三根撑杆,可减少环索和斜索用量,便于张拉施工,且改善了整体结构的稳定性;还有别于拓扑相同的葵花三撑杆型索穹顶结构,上弦采用杆系替代昂贵的索系,使造价经济,且便于铺设刚性屋面.考虑不同的施工成型方法,探讨了主次结构型(先张主结构、后装次结构)和整体结构型两种结构形态.根据节点平衡方程,分别推导给出了两种结构形态的弦支网壳初始态索杆内力一般性计算公式,分析研究了多个参数对预张力分布的影响规律.文中还基于两类改进遗传算法对200m跨度的大开口体育场罩篷弦支网壳结构进行了优化设计,分析结果表明这种结构形式具有良好的技术经济指标.最后对张拉施工和逐步加载至整体失稳的全过程进行了模拟分析,提出改善结构施工过程及服役阶段承载安全性的建议. 展开更多

关键词 葵花三撑杆型大开口弦支网壳 结构形态 预应力态简捷分析法 优化设计 张拉施工-受荷全过程模拟

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