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穹顶六角形节点力学性能研究
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作者 苏颂 李建全 +3 位作者 商承志 林星鑫 周锋 王伟 《结构工程师》 2023年第6期115-124,共10页
首先对穹顶六角形节点进行足尺模型静力试验,分析了节点在复杂受力工况下的应变发展过程,随后建立并验证了穹顶六角形节点有限元模型。通过有限元计算,对比分析了带肋节点和不带肋节点的应力分布、破坏模式和极限承载力,最后计算比较了... 首先对穹顶六角形节点进行足尺模型静力试验,分析了节点在复杂受力工况下的应变发展过程,随后建立并验证了穹顶六角形节点有限元模型。通过有限元计算,对比分析了带肋节点和不带肋节点的应力分布、破坏模式和极限承载力,最后计算比较了节点在不同加劲构造下的极限承载力。研究成果不仅揭示了该类空间节点的承载性能和构造参数影响规律,同时所采用的研究方法也可以给同类节点的设计应用提供参考。 展开更多
关键词 穹顶节点 焊接节点 力学性能 有限元分析 极限承载能力
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面向增材制造的索杆结构节点拓扑优化设计 被引量:30
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作者 赵阳 陈敏超 王震 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期58-68,共11页
将连续体结构的拓扑优化技术引入索杆张力结构的节点设计。以肋环人字型索穹顶结构中的若干典型节点为研究对象,使用优化程序Altair Solidthinking Inspire进行给定荷载条件下的静力拓扑优化。优化过程中,以体积约束下最大化刚度以及应... 将连续体结构的拓扑优化技术引入索杆张力结构的节点设计。以肋环人字型索穹顶结构中的若干典型节点为研究对象,使用优化程序Altair Solidthinking Inspire进行给定荷载条件下的静力拓扑优化。优化过程中,以体积约束下最大化刚度以及应力约束下最小化质量为目标。进一步提取优化结果的关键拓扑特征并在Evolve中重建模,得到受力合理、形式新颖且富有设计美感的节点。利用有限元软件ABAQUS对优化节点和原设计节点进行受力性能分析,对优化节点的力学性能作出评价。分析结果表明:对于直接提供刚度的节点,宜以体积约束下的最大化刚度作为首选优化目标;而当节点主要连接构件而不直接提供刚度时,可以最小化质量作为优化目标。最后利用增材制造技术对复杂不规则几何形状的优化节点进行实际制造。 展开更多
关键词 索杆结构 肋环人字型索穹顶 节点 拓扑优化 增材制造
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深圳大运会篮球馆结构设计 被引量:10
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作者 吴兵 孟美莉 +3 位作者 傅学怡 张剑 孙璨 冯叶文 《钢结构》 2010年第2期39-46,共8页
对深圳市坪山体育馆的结构选型,受力特点及结构设计进行介绍。针对上述问题进行计算分析,包括:弦支穹顶体系整体受力性能和屈曲稳定性影响分析;荷载取值分析;施工全过程模拟计算分析;单体上部钢结构、单体下部混凝土结构初步分析基础上... 对深圳市坪山体育馆的结构选型,受力特点及结构设计进行介绍。针对上述问题进行计算分析,包括:弦支穹顶体系整体受力性能和屈曲稳定性影响分析;荷载取值分析;施工全过程模拟计算分析;单体上部钢结构、单体下部混凝土结构初步分析基础上的整体结构总装分析;根据深圳本地气温统计资料,合理选取计算温差,分析温差效应对结构安全的影响;关键复杂节点实体有限元计算分析,确保其可靠安全。计算分析表明:1)弦支体系不仅有效地提高了屋盖结构刚度,还大大提高了单层网壳结构稳定性;2)大跨空间结构设计进行总装分析至关重要;3)大跨结构温差收缩效应影响存在,温差效应施工模拟计算十分必要;4)复杂空间结构的节点十分关键,应通过有限元分析,精心设计。 展开更多
关键词 弦支穹顶 屈曲分析 施工模拟 总装分析 温差效应分析 焊接圆钢管相贯节点 铸钢节点
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第26届世界大学生运动会篮球馆弦支穹顶屋盖结构设计 被引量:9
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作者 孟美莉 吴兵 +2 位作者 傅学怡 孙璨 冯叶文 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2011年第4期24-28,10,共6页
2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球馆为一复杂体育建筑,其上部钢结构屋盖直径72m,为采用单层网壳加弦支体系组成的弦支穹顶结构体系,支承于沿72m直径圆周边均匀布置的24根钢筋混凝土柱上。围绕屋盖结构选型、受力特点及结构设计中... 2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球馆为一复杂体育建筑,其上部钢结构屋盖直径72m,为采用单层网壳加弦支体系组成的弦支穹顶结构体系,支承于沿72m直径圆周边均匀布置的24根钢筋混凝土柱上。围绕屋盖结构选型、受力特点及结构设计中的关键性问题,进行了以下的分析研究:弦支穹顶屋盖设计控制标准;弦支穹顶下部索杆体系的布置;预应力的大小选用原则分析;屋盖屈曲稳定分析;预应力张拉整体结构施工全过程模拟及施工方案分析;复杂节点实体有限元计算分析。从中归纳、总结了弦支穹顶屋盖结构设计中应注意的关键问题及应采取的结构措施,可供同类工程参考。 展开更多
关键词 单层网壳 弦支穹顶 索杆体系 屈曲分析 焊接圆钢管相贯节点 铸钢节点
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鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶结构静力性能分析
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作者 吕辉 张浩 +2 位作者 董石麟 储熠熠 刘德旺 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2024年第8期40-50,67,共12页
鼓蜂窝四撑杆型索穹顶抛弃传统概念,结合了多撑杆构思,是构形最为丰富的一类索穹顶结构。为研究新型鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶结构静力性能,选取下弦节点布置方案1,建立跨度为120 m的有限元数值分析模型,研究该结构在不同荷载水平及分布... 鼓蜂窝四撑杆型索穹顶抛弃传统概念,结合了多撑杆构思,是构形最为丰富的一类索穹顶结构。为研究新型鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶结构静力性能,选取下弦节点布置方案1,建立跨度为120 m的有限元数值分析模型,研究该结构在不同荷载水平及分布方式下的变形和内力变化。并进一步对结构进行参数化分析,研究包括初始预应力水平、矢跨比、撑杆高度(厚跨比)及下弦节点布置方案等不同参数对于结构整体刚度与承载力的影响及变化规律。分析结果表明鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶具有良好的结构性能,各索杆均不容易发生破坏,结构整体刚度大。研究中给出了初始预应力水平与相关几何参数的合理取值范围,可为该结构索穹顶的实际工程设计与应用提供参考。 展开更多
关键词 鼓蜂窝索穹顶 静力性能 初始预应力水平 矢跨比 撑杆高度 下弦节点布置方案
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2011年第26届世界大学生运动会篮球馆结构设计 被引量:4
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作者 吴兵 孟美莉 +4 位作者 傅学怡 张剑 孙璨 冯叶文 林建刚 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第S1期34-41,共8页
深圳市坪山体育馆为2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球赛场,该工程为一复杂体育建筑,上部圆形钢结构,直径72m,采用新颖的弦支穹顶结构体系,下部为钢筋混凝土框架结构,独立柱基。本文介绍了结构选型,受力特点及结构设计,以及针对上... 深圳市坪山体育馆为2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球赛场,该工程为一复杂体育建筑,上部圆形钢结构,直径72m,采用新颖的弦支穹顶结构体系,下部为钢筋混凝土框架结构,独立柱基。本文介绍了结构选型,受力特点及结构设计,以及针对上述问题的计算分析,包括:弦支穹顶体系整体受力性能和屈曲稳定性影响分析;荷载取值分析;施工全过程模拟计算分析;单体上部钢结构、单体下部混凝土结构初步分析的基础上的整体结构总装分析;根据深圳本地气温统计资料,合理选取计算温差,分析温差效应对结构安全的影响;关键复杂节点实体有限元计算分析,确保其可靠安全。计算分析表明:1)弦支体系不仅有效的提高了屋盖结构刚度,还大大提高了单层网壳结构稳定性;2)大跨空间结构设计进行总装分析至为重要;3)大跨结构温差收缩效应影响存在,温差效应施工模拟计算十分必要;4)复杂空间结构的节点十分关键,应通过有限元分析,精心设计。 展开更多
关键词 弦支穹顶 屈曲分析 施工模拟 总装分析 温差效应分析 焊接圆钢管相贯节点 铸钢节点
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复合式索穹顶结构连续倒塌分析
7
作者 张微敬 苏岩杰 于敬海 《建筑结构》 北大核心 2023年第3期97-102,115,共7页
基于拆除构件法,以一个长轴为102m的索穹顶体育馆为工程背景,对外圈为Levy式、内圈为Geiger式的索穹顶进行了考虑节点等代建模的连续倒塌非线性动力分析,研究单根索破断对杆件内力及节点位移的影响,摸清复合式索穹顶结构的关键构件及结... 基于拆除构件法,以一个长轴为102m的索穹顶体育馆为工程背景,对外圈为Levy式、内圈为Geiger式的索穹顶进行了考虑节点等代建模的连续倒塌非线性动力分析,研究单根索破断对杆件内力及节点位移的影响,摸清复合式索穹顶结构的关键构件及结构的抗倒塌能力。仿真结果表明:内、外圈交界处的中环索为复合式索穹顶的关键构件;复合式索穹顶结构具有较好的抗倒塌性能,单根索破坏不会引起结构整体倒塌。 展开更多
关键词 复合式索穹顶结构 连续倒塌 拆除构件法 仿真分析 等代节点
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劲性支撑穹顶结构设计施工一体化分析 被引量:1
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作者 高占远 薛素铎 +1 位作者 李雄彦 何永发 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2015年第1期56-61,共6页
劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,上层为索网体系,下部为刚性杆支撑体系,除撑杆外均为高强钢拉杆。从工程应用的角度,提出劲性支撑穹顶结构的设计施工一体化分析方法和步骤,并指出其中的关键问题。指出几何形状确定的关键... 劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,上层为索网体系,下部为刚性杆支撑体系,除撑杆外均为高强钢拉杆。从工程应用的角度,提出劲性支撑穹顶结构的设计施工一体化分析方法和步骤,并指出其中的关键问题。指出几何形状确定的关键参数是跨度、矢高、环向等分数、径向分格数以及节点坐标,依据工程实际、相关规范以及高强度钢拉杆材料的具体要求,确定各参数。并给出一种新型的撑杆下节点及关键参数的确定方法、中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法和安装步骤。最后应用FEDR(finite element dynamic relaxation)法对施工过程进行成形分析。研究成果可为劲性支撑穹顶结构工程实际的设计与施工提供必要的理论参考。 展开更多
关键词 劲性支撑穹顶结构 设计施工 一体化分析 FEDR法 中心场地拼装逐步张拉提升法
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劲性支撑穹顶结构的施工方法与试验研究 被引量:1
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作者 薛素铎 高占远 +1 位作者 张超 王琼 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1219-1226,共8页
基于劲性支撑穹顶结构具有杆件定位容易、自身质量小及结构效率高等特点,提出中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法和地面拼装高空提升1次张拉成形的施工方法。将这2种施工方法对比分析,确定采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法,采用... 基于劲性支撑穹顶结构具有杆件定位容易、自身质量小及结构效率高等特点,提出中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法和地面拼装高空提升1次张拉成形的施工方法。将这2种施工方法对比分析,确定采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法,采用FEDR算法进行施工成形分析。设计1个直径为6 m的劲性支撑穹顶结构模型,采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法对试验模型进行施工,将试验结果与理论分析结果进行对比分析。分析试验过程中容易出现的关键问题并给出解决方案。研究研究表明:设计的试验模型是可行的;采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法施工时,各步的内力和位移试验值与理论值基本吻合。 展开更多
关键词 劲性支撑穹顶结构 中心场地拼装逐步张拉提升施工方法 模型试验 FEDR算法
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考虑杆件屈曲网壳结构动力稳定矢跨比优化
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作者 马腾飞 王振武 +1 位作者 莫宗云 张友恒 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第1期99-106,共8页
为研究在动力载荷作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构对矢跨比的敏感性,本文采用非线性有限单元法,对四种不同矢跨比的存在杆件缺陷的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析.研究结果表明:考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构在动力... 为研究在动力载荷作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构对矢跨比的敏感性,本文采用非线性有限单元法,对四种不同矢跨比的存在杆件缺陷的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析.研究结果表明:考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构在动力载荷作用下的稳定性因矢跨比的不同有较大差异,并通过比较得出较优矢跨比.通过本文的研究,为在动力载荷作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构矢跨比设计提供理论依据. 展开更多
关键词 地震载荷 单层球面网壳结构 节点缺陷 杆件缺陷 杆件屈曲 加速度 稳定性 矢跨比优化
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