内压环索承网格结构施工精细化分析及索夹抗滑试验

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lene817
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
内压环索承网格结构通过内置的大压环平衡拉索索力,减少了柱顶圈梁的受力,使其具有了丰富多变的建筑外形。但其上部网格与撑杆均为受压构件,增加了结构局部与整体失稳的风险。内压环索承网格结构形式新颖,在国内外工程中的应用较少,其施工精度与安全性以及关键节点可靠度需着重关注。本文立足于上海浦东足球场工程,对内压环索承网格结构的施工过程进行了一系列具有针对性的精细化分析,包括结构张拉完成态稳定性分析、索网施工精细化分析、施工误差影响分析和索夹节点抗滑移性能试验研究。主要研究内容和结论为:介绍了索承网格结构的主要分类,阐述了不同类型索承网格结构的力学性能、预应力流传递路径以及在国内外工程中的应用情况。介绍了本文的背景工程——上海浦东足球场的相关内容,主要包括结构形式及构成、拉索配置、索杆系节点情况和施工方法。详细介绍了上海浦东足球场结构ANSYS有限元模型,主要包括单元类型、构件规格、材料属性、节点形式和约束条件。将ANSYS有限元模型与设计单位提供的SAP2000有限元模型进行了对比,验证了ANSYS模型的正确性与适用性,为后续分析提供了基础工具。进行了结构张拉完成态稳定性分析,主要内容包括张拉完成态结构的特征值屈曲分析和弹塑性几何稳定性分析。综合考虑施工措施复杂程度、对结构张拉完成态稳定性的提升程度以及施工成型态与设计一次成型态的接近程度,确定了一种最优的支撑方案,从而保障了结构张拉完成态的稳定性。进行了索网施工精细化分析,主要包括环索提升分析和径向索张拉分析。提出了合理的环索提升施工方案和径向索张拉方案。基于非线性动力有限元找形法(NDFEM法)对索网施工过程中的关键工况进行了找形分析,得到了一系列关键施工参数,主要包括环索铺索平台在地面上的平面位置坐标、环索提升就位时的提升索长度和V撑外肢角度调整值、提升索卸载时的放长量和各径向索张拉工况下的牵引索长度;在索网施工过程中,结构各项响应始终处于合理范围内且呈现出一定的变化规律,找形分析达到了预定目标。阐述了施工误差影响分析的基本方法及理论,包括蒙特卡洛法、索长及外联节点耦合随机误差分析方法、误差样本分布模型和国内主流规范的相关技术要求。进行了上海浦东足球场内压环索承网格结构施工误差影响分析,主要包括独立误差影响分析和耦合误差影响分析。根据分析结果,结合本工程制索单位和钢结构施工单位的生产能力,确定了结构制索和外围钢结构安装的合理精度要求。阐述了索夹抗滑移性能研究的基本理论,包括索夹抗滑移性能研究的主要内容和影响参数以及国内主流规范对其定性和定量的要求。进行了上海浦东足球场索夹抗滑移性能试验研究,确定了高强螺栓紧固力平均衰减量、索夹孔道抗滑移极限承载力及其综合摩擦系数,均满足工程设计要求,具有足够的安全系数。本文最后对研究内容和成果进行了系统性的总结,提出了关于内压环索承网格结构可进一步开展研究的内容与方法。
其他文献
预制装配式结构符合工业化生产的要求,在建筑领域具有广阔的应用前景。预制叠合板式剪力墙结合了预制混凝土结构和现浇结构的优点,具有整体性好、施工便捷等特点。但现有叠合墙的叠合面连接件沿墙身分布不均匀且耗费钢材、拼装成型效率低。本文研究的新型预制双板剪力墙结构在预制墙板出筋形式、叠合面连接方式等方面进行了优化,解决了上述问题。新型预制双板剪力墙结构用预制拉结筋代替传统桁架来实现叠合界面的连接,简化了受力
近些年全球各国地震勘察报告分析发现,地震中由于建筑非结构构件损坏造成的人员伤亡和经济损失在总损失中的占比不断上升。抗震支吊架系统在建筑机电抗震中发挥着至关重要的作用,而国内对其的性能研究仍存在诸多短板,特别是优化设计与现场检测技术方面尚属空白。本文基于大量试验数据以及有限元模拟,围绕建筑抗震支吊架性能优化设计与新型现场检测方法这一目标,开展了一系列针对抗震支吊架优化设计与研究。主要工作如下:(1)
重组竹是一种将竹材重新组织并加以强化成型的高性能竹基复合材料,在建筑工程领域具有广阔的应用前景。但当前对重组竹耐久性能的研究仍有一定欠缺,重组竹作为高分子聚合物,在持久应力作用下,材料应变会随时间的增长而逐渐增加,对重组竹的工程应用造成一定的影响。本文为深入研究重组竹的蠕变性能,进行了一系列工作,主要研究内容及成果如下:(1)针对重组竹材料进行了基本力学性能试验,得到重组竹的顺纹受拉弹性模量、顺纹
电涡流阻尼器是由电涡流原理制作的消能减振装置,具有维护简单、无需密封、阻尼可调等优点,在振动控制领域具有广阔的应用前景。本文通过理论推导、试验研究和有限元仿真方法对旋转式混合励磁电涡流阻尼器的阻尼性能进行了深入的研究,总结了电涡流阻尼器相关结构参数对其阻尼特性的影响规律,主要研究内容和成果如下:1.基于毕奥-萨伐尔定律分别推导了圆柱形永磁体和圆柱形电磁铁外部空间中任意一点的磁感应强度分量表达式,结
近年来,随着我国建筑行业的快速发展,建筑结构形式日趋多元化。国家重点研发计划重点专项“绿色建筑及建筑工业化”的推进,也有力推动了木结构建筑的相关研究与工程应用。现代木结构建筑因其环保、节能等优点受到国内外广泛关注,并且涌现出了多种工程木产品,如正交胶合木(CLT)、层板胶合木(Glulam)、旋切板胶合木(LVL)以及平行木片胶合木(PSL)等,其良好的力学性能大大拓展了木结构的应用范围,有力推动
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP)与索穹顶相结合后形成碳纤维索穹顶结构,既能充分发挥CFRP材料优越的抗拉性能,又能减轻自重实现更大的跨度。因此碳纤维索穹顶结构具有优异的实际应用价值和科学研究意义。但是目前有关于碳纤维索穹顶抗连续倒塌方面的研究不多,本文主要内容如下:基于索穹顶的找力原理,采用Matlab编制程序来求解结构的自应力模
抗震支吊架作为管道的支撑构件,是建筑结构的重要组成部分。实时监测抗震支吊架的工作状态,并及时反馈其损伤情况对结构整体的安全性和可靠度都具有重大意义。然而目前国内外对于支吊架的监测系统研究却少之又少。故本文在充分调研了土木主体结构健康监测系统的基础上,创新性地开发和设计了针对抗震支吊架的智能监测系统。该系统主要包括传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据存储与管理子系统,以及数据分析与评估子系统等。
卤代硝基甲烷(HNMs)是一种典型的含氮消毒副产物(N-DBPs),由于它的细胞毒性和基因毒性远高于其它的含碳消毒副产物(C-DBPs),引起人们越来越多的关注。目前,国内外学者已经对HNMs进行了相关的研究,包括HNMs的前体物识别、生成机理和控制方法等。但这些研究主要局限于传统的氯消毒或氯胺消毒,而对新兴的紫外/氯消毒研究较少。同时,研究对象多集中在三氯硝基甲烷(TCNM),而对HNMs的整体
钢筋锈蚀是影响RC结构耐久性的主要因素。地理位置处于临海地区的RC结构,受临海大气环境的影响,氯离子浓度较高,钢筋点蚀程度更严重,导致结构常常在未达到设计使用年限时就发生性能退化。近几十年来,国内外学者意识到了锈蚀对结构安全性和耐久性的影响,通过试验、数值模拟、理论分析等方法,对锈蚀问题从材料到构件再到结构做了大量研究。但由于试验方法,试验所用钢筋粗细、长度、原始本构关系的不同,导致其统计得到的结
历史建筑砌体结构的建造年代久远,由于在设计时未考虑抗震要求以及经过长期的风化侵蚀导致结构材料的性能降低严重,很大一部分结构的抗震承载性能不足,在安全方面和使用方面存在隐患,因此需要对其进行抗震加固。本课题对历史建筑砌体结构抗震加固后的性能以及在地震作用下砌体结构发生倒塌破坏的原因和结构破坏机理进行研究,对历史建筑砌体结构的抗倒塌能力的提升有着重要意义。主要的研究工作和成果如下:(1)本文在已有试验