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局部索杆失效对肋环人字型索穹顶结构受力性能的影响
被引量：
7
1
作者
梁昊庆
董石麟
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期70-80,共11页
肋环人字型索穹顶是一种突破传统Fuller思想的新型索穹顶结构。以一跨度90 m的肋环人字型索穹顶为研究对象,采用向量式有限元方法,模拟脊索松弛和每一类杆件分别破断失效后结构的内力和变位时程响应,通过定义动内力系数、内力变异系数...
肋环人字型索穹顶是一种突破传统Fuller思想的新型索穹顶结构。以一跨度90 m的肋环人字型索穹顶为研究对象,采用向量式有限元方法,模拟脊索松弛和每一类杆件分别破断失效后结构的内力和变位时程响应,通过定义动内力系数、内力变异系数和观察结构主要节点位移来划分各类杆件的安全等级,判断部分杆件失效后结构是否倒塌和是否具有承载能力。计算结果表明,单根杆件的破断均不会引起结构的整体失效,但结构动力响应显著,部分杆件的最大动内力会超过屈服极限。根据计算结果分析可知,环索和脊索的安全等级高于斜索和撑杆,外圈杆件的安全等级高于内圈杆件。
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关键词
肋环人字型索穹顶
向量式有限元
索松弛
索杆破断
局部破坏
原文传递
面向增材制造的索杆结构节点拓扑优化设计
被引量：
30
2
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。
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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
原文传递
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：
22
3
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。
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关键词
肋环人字型索穹顶
预应力态
简捷分析法
受力特性
原文传递
肋环人字型索穹顶主动控制试验研究（英文）
被引量：
1
4
作者
Xiao-tian LIANG
Xing-fei YUAN
Shi-lin DONG
《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2018年第9期704-718,共15页
目的:本文选取一大型肋环人字型索穹顶结构模型为试验对象进行主动控制试验研究,验证主动控制方法应用于索杆张力结构的可行性。创新点:1.提出通过改变索杆张力结构的形状来提高结构承载性能的方法,并基于非线性力法提出索杆张力结构形...
目的:本文选取一大型肋环人字型索穹顶结构模型为试验对象进行主动控制试验研究,验证主动控制方法应用于索杆张力结构的可行性。创新点:1.提出通过改变索杆张力结构的形状来提高结构承载性能的方法,并基于非线性力法提出索杆张力结构形状控制和内力控制的计算模型。2.设计具有长度可调拉索单元的肋环人字型索穹顶模型进行主动控制试验研究,并将结构响应的试验结果与理论计算结果进行对比。方法:1.以结构形状和杆件内力为控制目标建立求解主动单元调控量的计算模型,编制计算程序进行主动单元调控量的计算;2.通过对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,考察结构主动调控过程和主动控制过程的结构响应情况。结论:1.基于非线性力法推导索杆张力结构的结构响应计算公式,推导结果可应用于结构主动控制的计算中;2.对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,结果表明利用本文提出的理论方法得到的控制方案可达到所设定的结构控制目;3.试验值与理论计算值数据吻合良好,验证本文理论计算模型的正确性和应用于实际结构的可行性。
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关键词
肋环人字型索穹顶结构
主动控制
非线性力法
内力控制
形状控制
原文传递
题名
局部索杆失效对肋环人字型索穹顶结构受力性能的影响
被引量：
7
1
作者
梁昊庆
董石麟
机构
浙江大学空间结构研究中心
出处
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期70-80,共11页
文摘
肋环人字型索穹顶是一种突破传统Fuller思想的新型索穹顶结构。以一跨度90 m的肋环人字型索穹顶为研究对象,采用向量式有限元方法,模拟脊索松弛和每一类杆件分别破断失效后结构的内力和变位时程响应,通过定义动内力系数、内力变异系数和观察结构主要节点位移来划分各类杆件的安全等级,判断部分杆件失效后结构是否倒塌和是否具有承载能力。计算结果表明,单根杆件的破断均不会引起结构的整体失效,但结构动力响应显著,部分杆件的最大动内力会超过屈服极限。根据计算结果分析可知,环索和脊索的安全等级高于斜索和撑杆,外圈杆件的安全等级高于内圈杆件。
关键词
肋环人字型索穹顶
向量式有限元
索松弛
索杆破断
局部破坏
Keywords
herringbone
ribbed
dome
VFIFE
cable
slack
members
rupture
local
failure
分类号
TU399 [建筑科学—结构工程]
原文传递
题名
面向增材制造的索杆结构节点拓扑优化设计
被引量：
30
2
作者
赵阳
陈敏超
王震
机构
浙江大学空间结构研究中心
浙江省建筑设计研究院
出处
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期58-68,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51778567)
文摘
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。
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
Keywords
cable-strut
structure
herringbone
ribbed
cable
dome
structural
node
topology
optimization
additive
manufacturing
分类号
TU393.3 [建筑科学—结构工程]
TU311.41
原文传递
题名
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：
22
3
作者
董石麟
梁昊庆
机构
浙江大学空间结构研究中心
出处
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期102-108,共7页
文摘
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。
关键词
肋环人字型索穹顶
预应力态
简捷分析法
受力特性
Keywords
herringbone
ribbed
cable
dome
prestressing
force
dist
rib
ution
simplified
analysis
method
mechanical
characteristic
分类号
TU399 [建筑科学—结构工程]
原文传递
题名
肋环人字型索穹顶主动控制试验研究（英文）
被引量：
1
4
作者
Xiao-tian LIANG
Xing-fei YUAN
Shi-lin DONG
机构
Space Structures Research Center
出处
《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2018年第9期704-718,共15页
基金
Project supported by the Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China(No.LZ14E080001)
the National Natural Science Foundation of China(Nos.51278461 and 51578492)
文摘
目的:本文选取一大型肋环人字型索穹顶结构模型为试验对象进行主动控制试验研究,验证主动控制方法应用于索杆张力结构的可行性。创新点:1.提出通过改变索杆张力结构的形状来提高结构承载性能的方法,并基于非线性力法提出索杆张力结构形状控制和内力控制的计算模型。2.设计具有长度可调拉索单元的肋环人字型索穹顶模型进行主动控制试验研究,并将结构响应的试验结果与理论计算结果进行对比。方法:1.以结构形状和杆件内力为控制目标建立求解主动单元调控量的计算模型,编制计算程序进行主动单元调控量的计算;2.通过对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,考察结构主动调控过程和主动控制过程的结构响应情况。结论:1.基于非线性力法推导索杆张力结构的结构响应计算公式,推导结果可应用于结构主动控制的计算中;2.对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,结果表明利用本文提出的理论方法得到的控制方案可达到所设定的结构控制目;3.试验值与理论计算值数据吻合良好,验证本文理论计算模型的正确性和应用于实际结构的可行性。
关键词
肋环人字型索穹顶结构
主动控制
非线性力法
内力控制
形状控制
Keywords
herringbone
ribbed
cable
dome
Active
control
Nonlinear
force
method
Force
control
Shape
control
分类号
TU399 [建筑科学—结构工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
局部索杆失效对肋环人字型索穹顶结构受力性能的影响
梁昊庆
董石麟
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
7
原文传递
2
面向增材制造的索杆结构节点拓扑优化设计
赵阳
陈敏超
王震
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
30
原文传递
3
肋环人字型索穹顶受力特性及其预应力态的分析法
董石麟
梁昊庆
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
22
原文传递
4
肋环人字型索穹顶主动控制试验研究（英文）
Xiao-tian LIANG
Xing-fei YUAN
Shi-lin DONG
《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2018
1
原文传递
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