简介:首先对几种常见的膜结构破坏形式进行了阐述分析.在世博轴局部足尺模型试验中,将数值计算结果同试验结果进行了对比分析,发现两者相差很大,经分析认为主要是由于对膜材料性能的不了解及理论分析中所采用的本构关系太过近似所致.因此准确把握膜材料的力学性能对于膜结构的研究、应用和推广至关重要.本文对几种常见的建筑膜材料进行了一系列的试验研究,包括单轴性能试验、双轴性能试验、粘弹性性能试验、温度试验等,对建筑膜材料的抗拉强度、拉伸曲面进行了系统研究,考虑了温度对于膜材料力学性能的影响,并采用几种常见的粘弹性模型对膜材料的粘弹性性能进行了预测,最后提出了下一步的研究方向.
简介:在索杆膜找形分析的基础上,在进行索杆膜混合结构的协同荷载分析时,引入弹性T单元,建立了弹性T单元的非线性平衡方程组,并推导了弹性T单元的切线刚度矩阵.利用全Newton-Raphson方法求解此非线性方程组,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序.最后对工程实例进行了验算,其结果与德国著名索膜设计软件Easy进行了对比.结果表明,该程序具有较高的精确度.
简介:关键单元指其破坏将导致结构整体倒塌的单元,确定关键单元是结构设计及维护中的重要问题.为了寻找杆系结构中的关键单元,采用摄动理论中整体刚度矩阵的相对条件数衡量结构的整体性;定义杆件局部范同,并采用局部应变能大小考察单根杆件初始破坏对整体结构倒塌的中间传递.算例分析表明,整体和局部判定方法的结果基本相符,但用整体判断方法,一些杆件对整体倒塌并不重要,而局部应变能判断方法,这些杆件将可能传递倒塌.整体刚度矩阵相对条件数的整体判定方法,可能出现关键单元的伪判定,解决途径是将初始破坏从单一杆件扩展到结构组成模块.网架结构算例表明,模块越接近支座,其重要性越高,边部模块比中间模块更加重要.
简介:为了克服随机方法对于小样本难以处理的缺陷,充分利用客观的不确定性信息,构建了物理参数和载荷同时具有未确知性的系留气球设备挂架结构有限元分析模型,并提出了基于未确知理论的系留气球设备挂架结构静力分析方法.利用未确知有理数的运算规则,推导出挂架结构位移响应和单元应力响应的计算表达式.得出结构位移和应力响应取某值的可信度与各参数取值可信度的趋势一致的结论.在缺乏足够数据或者信息不完整的情况下,用未确知信息表述结构模型参数的不确定性,比用成熟的随机方法具有更高的可信度且方法简易可行.算例给出了未确知信息挂架结构最大位移和应力响应的可能值及其可信度的计算结果,表明该方法的可行性和有效性.
简介:对PVDF涂层聚酯纤维建筑织物膜材和节点进行了一系列单调单向拉伸试验,包括常温(23℃)和高温(70℃)下母材、高温(70℃)下40mm和75mm宽搭接焊缝节点以及膜边铝合金型材节点,对其破坏形式、强度和变形力学特性进行了分析.介绍了具体的试件制作、实验仪器和试验方法.结合规程提出了温度对于材料的影响系数以及高温(70℃)下焊缝的最小宽度,对膜结构工程设计应用具有参考价值.
简介:屋面静、活载及风载的荷载施加问题是空间杆系结构分析中的重要环节.本文首先探讨了空间杆系结构的两种加载方法,建议采用面层板加载法来较好地模拟实际结构情况及方便地施加各种荷载,但此法对手工操作而言是一项繁复的工作.针对此问题,本文编制了相应的空间杆系结构的表面蒙板程序,实现了选择杆件后程序根据节点及杆件的拓扑关系为其蒙上表面板单元的功能.程序内容主要包括了获取空间节点坐标、空间网格平面投影、平面网格封闭区域识别、平面区域的空间还原等步骤.程序应用于多个实际大型体育场馆的有限元建模分析中,效果良好,具有工程实用价值.最后文章针对蒙板分析中的加载模式、多边形区隔划分等问题进行了探讨研究.
简介:以充气膜为模板的钢筋混凝土扁壳结构在国内极少运用,设计和施工没有专用规范可循.对某气膜钢筋混凝土扁壳结构的设计进行了详细的介绍和分析,结合气膜钢筋混凝土结构施工工艺,讨论了结构在荷载作用下的变形和内力、温度作用的影响、支座约束对结构的影响、基础环梁对扁壳结构的作用、形态偏差对结构受力性能的影响、扁壳结构的配筋及基础设计.分析表明:壳体结构中间区域以薄膜内力为主,在基础边缘位置轴力和弯矩都较大;支座节点刚度的增大能有效减小结构的变形和内力;温度作用对结构内力和变形影响很大,升降温引起结构挠度变化幅度达到-37.5%~43.75%;环梁对壳体边缘的约束作用能减小结构的变形,对边缘壳体产生较大的附加内力;结构位移和内力随形态偏差的增大而增大;扁壳结构的配筋采用双层双向钢筋,采用混凝土矩形截面偏心拉压公式在同一高度分层计算;气膜混凝土扁壳结构的基础设计需考虑施工荷载和工艺的特殊性.
简介:膜结构施工中膜张力的测量与控制以及使用中膜材张力的检测,是确保膜结构稳定与安全的重要因素。膜张力计是一种简便实用的装置,可以在不破坏膜材且不影响膜内力分布的条件下分别测定纬向和经向的张力。本文用有限元软件ANSYS模拟膜张力计测量FGT-800膜材的初始张力,分别沿着纬向和经向在压力容器范围内施加平面外均布荷载后,通过计算膜平面外最大位移来推算膜平面内纬向和经向的初始张力。用最小二乘法拟合有限元分析结果,得出了更合适的膜张力拟合公式,其中膜张力简化拟合公式相对误差在±4%之内,膜张力联立拟合公式相对误差在±2%之内。