和凌霄[1]（2021）在《基于太原市植物园悬挑复杂钢结构的健康监测及理论分析》文中提出大跨度钢结构建筑因其轻质高强的材质特性与大气美观的外型空间等综合优势,多年来在公共建筑等领域得到了十分广泛的应用,结构体系的多样性及复杂性也日趋突出。为了确保大跨度、复杂空间钢结构在施工过程和使用过程中的可靠性,健康监测是目前流行的手段之一。本文以太原市植物园主入口大跨悬挑钢结构为研究对象,进行结构的健康监测和理论分析。主要的研究内容及结论如下:（1）借助有限元分析软件Midas/Gen,对太原植物园主入口大跨悬挑钢结构进行整体结构的理论分析。在多种工况下从静力特性、动力特性以及荷载敏感度三方面研究结构的响应,得到了关键构件及节点的受力分布规律,为健康监测传感器的优化布置提供了理论依据。（2）基于以上理论分析结果进行了传感器布点的优化设计。该工程共布置了应变传感器178个,风速仪及风压传感器4个,温度传感器8个,加速度传感器6个,从四方面对太原植物园主入口大跨悬挑钢结构实施全面的健康检测;通过对大量监测数据的统计分析表明,监测数据与理论分析结果规律性吻合较好,确保了该结构处于安全运行状态。（3）借助有限元分析软件Abaqus,针对该工程的关键相贯节点的承载力进行理论分析。结果表明此节点虽满足规范要求但安全储备较小,存在较大安全隐患;为此,提出以圆套圆的中空夹层钢管混凝土构件形式替代原设计的空心圆钢管,有效地提高了节点的极限承载力。（4）借助有限元分析软件Abaqus,针对该工程的关键相贯节点的应力集中问题展开研究。首先,以Y型圆管相贯节点为主要研究对象,通过定量分析相关几何尺寸对应力集中的影响程度,建立了应力集中系数的计算公式;其次,针对实际的多向相贯复杂节点,提出在弹性阶段采用应力叠加的方法以确定节点真实的应力集中状态,结果表明,节点的应力集中较为严重,在后期的使用过程中存在疲劳破坏和脆性断裂的重大隐患,这也正是健康监测应倍加关注的重点部位。
吴凯凯[2]（2021）在《大开口索承网格结构施工张拉模拟分析与监测》文中研究说明近年来,随着生活生产的需要,人们对大空间、大跨度结构的需求迫切增长。索承网壳结构作为一种大跨度空间结构被运用于各种大型场馆、展览馆等,而对于体育场而言由于其功能和经济性的要求,其中心常为露天场地,故建筑平面中部往往存在大开口,为实现这种大开口的需求并追求一种简洁、通透的建筑效果,一种大开口索承网格结构被提出,并在实际工程中得以应用。由于大开口的限制,因而使得该结构的施工张拉过程较为困难,因此通过对结构施工张拉过程进行模拟和现场监测,可有效地提高施工过程的安全性与准确性。本文以四川某体育中心为背景,借助大型有限元软件ANSYS建立了体育中心结构的有限元模型。在建好的有限元模型基础上,按照施工张拉方案,对施工张拉全过程进行模拟分析,得到施工张拉过程的结构响应,并将模拟结果与设计值进行比较,结果表明模拟值与实测值基本吻合。此外,将分批次张拉成型结果与一次张拉成型结果对比发现两者结果相差极小。最后,简要分析了结构存在撑杆垂直度偏差以及拉索截面面积偏差时对索力的影响。其次,为了保证施工过程的安全性,对整个张拉过程进行健康监测。通过获得不同施工张拉阶段的实测值,对施工张拉过程中可能出现的误差及破坏进行及时调整和补救。将实测数据与理论数据进行比较,分析发现索力、撑杆应力、刚性网格应力的实测值与理论值基本吻合;部分节点位移出现较大的偏差,并对偏差出现原因进行了分析;部分撑杆垂直度偏差超过允许偏差值,但超过偏差小于1/100,满足施工要求。最后,运用瞬态动力学完全积分法及单元生死技术对大开口索承网格结构在施工张拉过程发生局部断索进行分析。分别考虑了在50%张拉完成、90%张拉完成及100%张拉完成后出现局部径向索及环向索断索对结构的影响,并且分析了多根径向索断裂对结构的影响。最终对索的重要性判定方法进行介绍,考虑一种以节点位移和索力变化为基础的双因素重要性指标来判断索的重要程度,对其重要性排序。结果表明,不同类型索的断裂对结构产生不同的影响,其中环向索断裂对结构影响最大;通过对重要性排序,发现5号索的节点及索力重要性系数排在第一位。
李娜[3]（2020）在《骨架支承式膜结构设计与分析》文中研究表明索膜结构是一种新型的空间结构形式,代表着当今建筑与材料技术的发展水平。骨架膜是索膜结构的一种形式,由于其自重轻、抗震性能良好、施工周期短、经济性,在各种大跨度结构中广泛应用。膜结构刚度低、变形大、所受到的风、雪等外部荷载是随机的、不确定的。这些偶然的、随机的不均匀荷载将引起膜面变形、褶皱松弛,甚至撕裂,造成结构破坏。探究膜结构的力学特性有助于该类结构推广应用。本文通过理论并结合数值模拟分析,得出结论,对此类膜结构工程设计有一定参考价值。为满足建筑使用功能要求,本工程采用大跨度拱形空间管桁架作为钢骨架,骨架上面布置张紧膜材,形成一个较为规则的、相对平整的封闭结构。本文以此结构为工程背景,利用钢结构设计软件3D3S,依据现行规范规程和理论对膜结构形态、荷载分析进行理论和仿真研究,主要内容如下:（1）介绍膜结构研究现状及发展前景,确定本文研究内容、方法及技术路线。阐述膜结构的分类和特点,及膜材料的组成、分类和力学特性。（2）阐述膜结构的变形理论和非线性有限元法。（3）介绍工程概况、找形方法,利用3D3S软件建立计算模型对结构施加初始预张力进行找形分析,反复计算找到最小平衡曲面。研究参数初始预张力和张拉刚度对找形的影响,分析找形后膜面应力与位移,总结相应规律。（4）利用3D3S软件,在找形基础上,对结构进行荷载分析,考虑几何非线性,建立荷载作用下的非线性变形方程。根据我国《膜结构技术规程》、日本设计方法、德国设计方法,对结构在不同荷载组合作用下进行非线性分析,研究膜面应力、变形情况;并对比三种设计方法。（5）研究初始预张力、张拉刚度、膜材正交异性等因素对骨架膜结构力学性能的影响,绘制荷载-膜面应力、荷载-膜面位移曲线,并分析得出相应结论。
奚琦[4]（2020）在《国家速滑馆屋盖结构选型和施工方案模拟分析研究》文中进行了进一步梳理随着经济发展,超大型的场馆类建筑,成为文化娱乐活动的重要载体,建筑功能越来越多样化,对大空间的需求越来越高。作为2022年冬奥会的主要场馆,国家速滑馆不仅是赛会期间滑冰项目的主赛场,也是赛后举办各种比赛活动、推广冰雪运动的重要场所。本文从设计角度出发,依托该工程实例,对项目建设中遇到的问题进行研究,为工程设计提供理论依托,同时总结经验,给类似工程提供参考。本文对国家速滑馆项目屋盖结构的选型过程,施工方针分析等问题进行了研究,主要内容如下:1.通过查阅相关工程资料,总结不同结构形式的特点,结合以往工程经验和试算,从结构尺度、工程造价、施工难易程度、施工周期等方面入手,从概念设计角度,对屋盖结构形式的选择进行了讨论。研究表明:张力结构能最大限度发挥材料性能,是解决大跨度空间结构时最高效的结构布置方案。2.索网为柔性结构,为了更准确控制结构整体位移,保证索网形态。提出了先负载再张拉,幕墙索全程约束的施工方案。通过ANSYS有限元软件,利用初应变法对马鞍形索网的施工方案进行仿真分析,结果表明:预负载后张拉的施工方案索力偏差10%以内,满足工程精度要求;由于张拉控制力与结构初始状态受力相互对应,方便过程监测;幕墙索可全程参与受力,帮助提高施工阶段环桁架的稳定性,还能为施工监测提供间接参考。3.分别对三种张拉方案进行了分析比较。分析表明:单次同步张拉数量较少的稳定索,虽然会增加索力变化幅度,但可减少工期和构件间的相互影响,避免进行超张拉,因此建议采用同步张拉的施工方案。4.通过模型试验与现场监测与理论计算进行比较,进一步分析了施工过程中的敏感构件和施工顺序的影响。通过比较发现:幕墙索对环桁架变形敏感,施工中需要不断地进行监测和调整;预负载的顺序对张拉过程有明显影响,采用预负载可以使施工过程中更均匀的形成刚度,内力变化平稳。
万宗帅[5]（2020）在《新型充气膜混合结构形态分析及受力性能研究》文中研究表明充气膜结构具有质量较轻、建造速度快和外形美观等优点,自出现以来被广泛应用于大跨空间结构建筑。目前,世界各地的学者对充气膜结构的结构形式与力学性能开展了诸多研究,并取得了丰硕的成果。然而,传统充气膜结构在近几十年的工程实践中逐渐暴露出一些难以解决的问题,如结构形式单一、整体刚度较小、承载能力不足等,这些日益突出的问题极大地限制了其在建筑工程领域的应用。为此,本文充分考虑充气膜结构的受力特点,提出将传统充气膜结构与刚性构件组合起来的新型充气膜混合结构体系,重点探讨了三种可能的新型充气膜混合结构体系的实现形式。进一步将基于图解静力法的组合平衡建模法（CEM）应用于充气膜混合结构的形态分析,基于数值模拟和模型试验研究分析了结构体系的力学性能,并总结了充气膜混合结构体系的设计方法。本文主要完成了以下几方面的内容:1、三类新型充气膜混合结构体系的提出根据各类充气膜结构在内气压和外力作用下的整体受力,提出气承式混合结构、气囊式混合结构和肋环多气囊式混合结构三种充气膜混合结构新体系,通过力学概念分析和数值模拟方法探讨混合结构中充气膜结构与刚性构件的最优组合方式,目的在于提高充气膜结构在外荷载作用下的整体刚度和承载力,并使所提出的混合结构体系具有丰富的建筑造型。2、基于组合平衡建模法的充气膜混合结构体系的形态分析由于充气膜混合结构的构件种类较多、受力较复杂,传统形态分析方法难以形象直观地建立整体模型,且难以表达结构体系中形与力的显性关系。为此介绍了一种基于力的平衡的形态分析方法,该方法衍生于基于向量的三维图解静力法和组合平衡建模法,进而结合内气压迭代的方式可应用于充气膜结构的形态分析中。针对三种新型结构体系,讨论了在所提出的形态分析方法中能够实现的设计参数变化,并通过调整“形”与“态”的相关参数进行形态分析。分析结果表明,所提出的形态分析方法收敛速度较快,允许设计师根据需要生成大量可能的结构平衡形态,并且可以同时考虑结构受力和建筑外观,特别适用于建筑结构的前期方案设计阶段。3、气囊式混合结构体系静力性能试验研究为了准确了解气囊式混合结构的受力性能,设计并制作了4m跨度的模型试件,开展了在充气加压成形、全跨荷载和半跨荷载下的结构静力性能试验研究。试验中设计制作了自动化的加载和测量装置,测量了结构各构件的应力和位移随荷载增加的发展变化情况,得到了此类结构在外荷载作用下的受力机理,并获得了内气压在充气成形和外荷载作用下的变化规律。同时,建立了非线性有限元模型进行仿真计算,并与试验结果进行对比验证,证明了本文数值模拟方法的正确性。试验结果表明该结构体系在充气成形和静力加载过程中均有稳定可靠的力学性能,气囊可以给上弦刚性构件提供有力的支撑作用。4、新型充气膜混合结构静力性能数值分析为全面系统了解三种混合结构体系的受力性能,建立了考虑膜材的精细化非线性有限元模型,将其在内气压作用下的有限元计算结果与形态分析模型进行对比分析,讨论了两个模型之间内力的对应关系。进一步将有限元分析结果与试验数据进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。在数值分析模型中,针对所提出三种充气膜混合结构,分别考虑了气囊内气体量恒定和内气压恒定两种情况,并证明了将气囊式混合结构的气囊分割为多个气室后对整体结构的有利影响。研究表明三种结构体系均具有良好的受力性能,在此基础上讨论了从方案设计到精细化设计的创新型设计方法。
陈文选[6]（2020）在《新型双向组合悬索结构力学性能与控制技术研究》文中认为悬索结构是常见的一种索结构,一般跨度较大,施工过程中位移变化大,若施工不当易在施工过程和使用过程中出现问题。石家庄国际会展中心D展厅是由单向自锚式悬索结构和单曲面双层悬索结构组合而成的新型组合悬索结构,目前对悬索结构的研究集中在单一的悬索结构或与其它结构组成的组合结构,对此类由两种悬索结构和钢构件组成的新型悬索结构的相关研究基本处于空白。本文采用数值模拟和现场监测的方法,对该结构的力学性能和误差控制进行研究。针对该双向组合悬索结构索力相互作用复杂,施工过程不同对结构影响存在差异的问题,本文通过数值模拟,采用迭代计算的方法对D展厅四种索进行找力分析。分析整体结构位移、索力分布规律以及施工过程主桁架杆件的内力变化,并分析不同拉索安装方法、不同次索张拉顺序对施工过程结构平面外位移的影响或施工过程内力变化的影响。提出最优张拉顺序并验证索桁架对称张拉的方式优于按顺序张拉的方式。针对该结构施工过程位移和索力变化的问题,本文通过施工张拉过程模拟和监测相结合的方法,对位移监测数据和应力监测数据与数值模拟结果进行对比分析,位移值变化趋势和模拟值趋势一致,应力和索力值误差合理。针对该结构的静力力学性能和动力力学性能展开研究,研究四种拉索直径变化对结构位移和索力的影响,得出四种拉索直径合理的范围,研究温度变化对施工过程的影响以及对张拉完成时结构位移和应力的影响,并对不同荷载组合下该结构的静力力学性能和不同方向时程下动力力学性能进行分析,发现在10到20度的温度并且温差较小的情况下施工最有利。在组合荷载下位移最大值在X方向,最小值在Z方向,在动力荷载作用下要综合考虑Y和Z方向的结构位移,并分析不同方向时程下结构的位移和内力最大值分布规律。针对数值模拟过于理想化,不能考虑实际存在的误差的问题,对该结构的几种可能产生的误差的影响因素进行分析,得出四种拉索索力变化、单侧A形柱不同方向、不同大小的位置偏差以及索长误差对结构位移、索力的影响规律,从而合理的控制这些误差对结构的影响,文章最后对本文主要研究内容以及成果进行总结,提出研究展望。
关姝杰[7]（2020）在《基于芡实叶脉脉络的穹顶温室结构仿生研究》文中提出穹顶温室整体为网壳结构,受力均匀、合理,采用仿生技术手段,以鸟巢为原型,结合三角形稳固特性,根据跨度大小,可形成单层网壳及双层空间桁架结构,具有高强度及强抗风雪能力。穹顶温室内部空间大,使用立体栽培模式可提高土地利用率,并且适用于任何地形,全透明及半透明的覆盖方式还可适应不同地区的光照和保温需求,极大地促进了观光农业和种植业的发展。但是,现有穹顶温室的网格排列较密,几何算法复杂,双层鸟巢结构在实现大空间、大跨度的同时也增大了耗材量及施工难度,导致成本较高,难以大范围推广,且相关力学研究资料较少。植物叶脉作为支撑结构,其分布规律对环境具有很强的适应性,芡实（Euryale ferox）与王莲（Victoria Warren）同属睡莲科,叶片直径可达1.5 m2 m以上,背部网状及分级叶脉使其力学性能优异,叶脉内部透气孔减轻了叶片重量、增大了浮力,其合理的叶脉脉络分布规律,对建筑和机械零部件的高强度、轻量化设计提供了新思路。本文以芡实叶脉脉络为原型,仿生设计了半径及高度皆为6 m的多种半球型穹顶温室结构,采用有限元分析方法,分别进行静力、模态和非线性屈曲仿真,并选择较优形态制作缩尺模型进行应变试验,对仿真参数设置及加载方法准确度进行了验证,进而以减少耗材量为目标,对结构进行优化分析,得到最优设计方案,应用到尺寸扩展设计中,以获得适宜12 m、18 m及24 m半径的中、大跨度穹顶温室结构。主要研究内容及结论如下:（1）通过手持式3D扫描仪对芡实整个叶脉脉络特征进行提取,并将得到的点云数据通过Geomagic studio软件进行了处理与修复,对叶脉结构进行了三维还原,进而采用有限元分析法,不考虑叶片作用,在ANSYS workbench界面对典型脉络（纵横交错的主次脉络及由叶基到叶缘的逐级分叉脉络）及单个叶脉进行静力仿真。结果表明,主次脉络线性屈曲临界荷载为1.193N,是自身重量的10.31倍,在抵御纵向和横向荷载时,主次脉络可以协调、降低整个脉络的变形和应力,保证了叶片的完整性,主脉在抗横向荷载中发挥了主导作用,而抗纵向荷载时,主脉和次脉的单独作用差别不大;逐级分叉脉络叶基部位线性屈曲临界荷载为7.781 N,是自身重量的51.22倍,叶缘部位线性屈曲临界荷载为0.874 N,是自身重量的5.75倍,变形及应力皆随分叉级数增加而减小,当分叉级数为4时达到最小值,因此最高分叉级数为4较适宜;芡实叶脉内部呈海绵状,其间有许多气室,因此分别取实心和空心两种极限模式对单个叶脉进行抗拉、耐压力学仿真,得到实心和空心叶脉的拉压比分别为11.8和125.1,可知芡实叶脉是一种抗拉性强于耐压性的材料,其力学属性和外貌特征是适应其受力特点而形成的,因此使其具有强大的承载力和抵抗外界破坏的能力。（2）基于芡实叶脉的主次和逐级分叉脉络,建立6 m半径仿生穹顶温室初期模型（按2x指数形式逐级分叉,网架单元结构为三角形或四边形）,由上至下共4层。对芡实叶脉初级主次脉络间的叶片面积进行统计分析,结果呈正态分布,计算叶片面积均值,与初期模型每层多边形面积均值对比,结合芡实叶片的弹性模量,计算出初期模型覆盖材料弹性模量均值,可知除EVA膜外,其余均可作为初期模型覆盖材料。温室骨架梁采用空心钢管,借鉴叶脉截面高宽比、壁厚、叶脉长度及仿生温室最长梁和最短梁的长度等基本参数,选择相近截面积的矩形、圆形钢管及T形钢板分别进行长细比和非线性屈曲仿真分析,选择10 mm厚双层中空PC板作为最大密度条件的覆盖材料,用于计算不同荷载组合值,分别对不同静力仿真结果进行强度、刚度及稳定性校验,得到外壁宽为75 mm、壁厚为2.5 mm的方形钢管符合设计要求,最大位移及等效应力主要在第1、2层,其中刚度为主要影响因素,恒载与垂直屋脊的风载组合（荷载组合2,水平方向）为最不利荷载组合。（3）将三角形与芡实叶脉逐级分叉结构相结合,对6 m半径穹顶温室又设计了3种形态:不分叉（不采用分叉结构）、一分二-全三角形（按2x指数形式逐级分叉,网架单元结构均为三角形）及一分三（按3x指数形式逐级分叉,网架单元结构均为三角形）结构,与仿生温室初期模型相对比,在ANSYS Mechanical APDL界面对4种温室进行模态及静力仿真与校验。结果表明,4种温室的固有频率随阶数增加呈近似线性增长趋势,且与初始频率相近,一分二-全三角形频率增长最平缓,一分二-初期（仿生温室初期模型）及一分三结构固有频率最高;对4种温室分别进行组合1（恒载与雪载组合,竖直方向）、组合2（水平方向）加载,不分叉结构不符合刚度要求,其余3种温室均符合强度、刚度及稳定性要求,一分二-全三角形及一分三结构各变量皆最小,大变形区域最少,综合模态与静力仿真结果,一分二-全三角形及一分三为较优结构。基于相似三定理,采用量纲分析法求出相似常数,以一分二-全三角形为原型设计并制作缩尺模型（缩尺比例为25:1）,对缩尺模型进行集中力应变试验与仿真,采用单样本t检验和相对误差分析方法对比试验值与仿真值,相对误差皆小于1%,两者无显着性差异,可知试验与仿真方法皆准确可靠。（4）采用重物加载法,对缩尺模型进行雪载模拟均布力应变试验,按承力面面积比例分别计算缩尺模型每根梁的仿真加载值并进行静力仿真,与雪载模拟均布力应变试验结果对比,得出试验和仿真微应变均与加载质量线性正相关,相关系数皆在0.99以上,网格单元长度为16 mm时,仿真与试验的相对误差最小,皆小于10%,因此半径为240 mm的缩尺模型适宜的网格单元长度为16 mm,且此种仿真加载值计算方法准确度高,可良好地反映真实承载情况。（5）以维数A、第1层竖梁个数B、分叉模式C为因素,对6 m半径仿生穹顶温室所有设计方案分别进行结构初选、线性屈曲及力学校验分析,结合单位体积用钢量得出最优方案为A2B2C1（维数为4,第1层竖梁个数为8,混合分叉模式）,与优化前4种不同分叉形式的穹顶温室相比,单位体积用钢量减少76.2%81.7%。根据最优方案A2B2C1依次设计12 m、18 m及24 m半径仿生穹顶温室,按承力面面积比例计算仿真加载值并分别进行静力仿真与校验,4种温室皆符合设计要求,其中荷载组合2对结构的影响随半径的增大逐渐增强,刚度仍为首要影响因素。经计算,与大型连栋温室相比,仿生穹顶温室单位体积用钢量可减少38.3%73.4%。因此,基于混合分叉模式的穹顶结构有利于温室轻量化设计,其高度优势更适宜立体化栽培,内部大空间便于机械化操作。
王仲衡[8]（2020）在《伞状张力结构施工力学分析及索网协同牵引控制系统研发》文中提出伞状张力结构是索结构的一种,由于其传力路径清晰,自重轻等特点,在中小跨度中的应用越来越多,其施工过程存在诸多力学问题。目前,国内索结构施工大多采用人工操作高压油泵控制千斤顶的方式进行,通过自动化施工技术,可降低人工费用,提高施工效率。本文以南昌市民中心屋盖为背景工程,旨在对伞状张力结构的受力特性、施工成型技术、施工误差控制标准等方面进行研究。同时,针对背景工程的施工需求,兼顾工程通用性,对索网施工液压控制系统进行研发。本文首先介绍南昌市民中心屋盖的总体设计,使用ANSYS建立屋盖的有限元模型。采用迭代法对模型进行了找力分析,在验证模型的正确性后,对结构进行了静力分析,考察结构在典型荷载下的内力和位移变化规律。同时,进行了不同荷载组合下的结构分析,保证结构的安全性。根据结构特点及现场的布置条件,设计了该工程的施工方案:使用5根承重索作为提升索,3根谷索作为提升过程中的稳定索。为获得系统运行所需的必备参数,设置了多个关键工况,使用非线性动力有限元法（NDFEM法）对结构进行了施工过程分析,探究了施工过程中拉索的受力变化趋势,确定了不同工况下的工装索牵引长度和相应的结构响应。对伞状张力结构的施工误差敏感性进行了研究,分别针对张拉力控制方案和索长控制方案进行了独立误差分析和耦合误差分析,确定了不同方案的误差控制指标并进行了方案对比。介绍了系统累积行程误差产生的原因,分别研究了均匀分布和正态分布的累积行程误差在张拉过程中对结构的影响,为张拉过程中的张拉力监测值取值提供了依据。为满足背景工程的施工需求,同时兼顾系统的通用性,确定了以模块化的泵站为核心的液压控制系统整体方案。对泵站中的关键元件进行了选型,包括PLC、液压泵、千斤顶、压力传感器和位移传感器。介绍了常见的牵引工装设计并为背景工程选择了合适的施工液压千斤顶。对索网施工自动化所必需的基本功能进行了功能分解,根据功能分解结果进行了设备I/O点分配。基于索网的柔性特点,提出了千斤顶的行程位移控制方法和伸缸速度控制方法,据此进行了泵站PLC和总控PLC的下位机程序编写。根据索结构施工工况需求,确立了三种基本工况:牵引长度控制工况、牵引长度调整工况和张拉力控制工况,分别设计了相应的控制算法,对影响张拉完成后结构响应的因素进行了研究,明确了当前算法的可行性和不足。同时,为满足系统通用性,提出了上位机的数据输入方式,并结合工况控制需求、监控需求、数据记录需求进行了上位机程序编写。设计了索网协同牵引控制系统的操作界面并介绍了相应的操作方法。最后对本文的工作进行了总结,并指出了可改进的地方。
袁涵[9]（2020）在《建构视野下的木张弦梁表现策略研究》文中提出木张弦梁结构作为一种高效的刚柔混合预应力木结构,在现代木结构设计中被广泛应用。中国的木张弦梁结构研究仍处于起步阶段,相关的研究如选材、结构设计方法、结构形态表现策略都相对欠缺,木张弦梁在国内的实践运用也处于缺少参照的状态。国外关于木张弦梁结构技术的研究较为领先,实践案例较多,但关于其结构表现策略的研究也相对欠缺。从可持续发展角度来看,木是可生长的减碳材料,发展木张弦梁结构是一个新的方向,因此本论文选择“木张弦梁的结构表现”为研究对象。木张弦梁的结构表现包含技术与艺术两大层面。作者在研究中采用类型学方法、案例研究法、定性研究法和跨学科研究法,并基于建构理论,着重分析木张弦梁设计面对的主要问题,结合相关研究及大量实践案例,提出木张弦梁的结构表现要遵守力学逻辑,符合美学规律,兼顾营建方式,整合材料意志、结构形态、节点形式三个方面,尽量达到“合理”、“真实”与“诗意”的统一。本文将建筑研究与结构研究进行整合,采用斋藤公男的观点,将木张弦梁的形态构建扩展为“形态抵抗”、“空间抵抗”、“张力混合”三种方式,并结合相关案例,提出了木张弦梁结构表现在材料、结构、节点三方面的具体策略。本文的研究过程可为其他结构类型的结构表现研究提供一定参考,研究成果亦可为建筑师的创作提供一定灵感。
唐腾[10]（2019）在《大跨度索膜-钢桁架结构全过程安全控制研究》文中研究表明本文以岳阳三荷机场航站楼为工程背景,重点研究了大跨索膜-钢桁架的结构找形、风振响应、关键构件的识别和监测等安全控制技术。主要工作包括以下几个方面:（1）介绍了索膜结构找形法和利用有限元软件ANSYS找形的基本方法和步骤。通过采取有限单元离散、分步法及ANSYS APDL语言的参数化应用,并考虑支承结构的影响,得到了该索膜结构的初始形态模型,为随后的风载荷响应分析奠定了基础。（2）通过缩尺比为1:100的刚性模型风洞测压试验,对这种大跨度脊谷式索膜屋盖表面的风荷载特性分布规律进行研究。通过刚性模型测压试验以及风致响应分析,指出设计时应加强角区部分,避免该区域在不利风向角作用下出现风载过大,局部破坏的情况。并给出屋盖分区的体型系数的建议值,还得到了最不利等效风荷载及风致响应出现的具体风向角。同时研究表明,随着脊谷式索膜结构跨度的增大,角部区域的风压系数将显着大于规范中的风压系数取值。（3）针对大跨度空间结构倒塌破坏极限状态的变形限值相关规范无明确规定的现状,建议了大跨索膜-钢桁架结构的倒塌变形限值,并以此为依据对该结构进行了抗连续倒塌分析。采用敏感性分析方法确定了大跨度索膜-钢桁架结构中的关键构件,并利用考虑初始状态的等效瞬时加载法进行了结构抗连续倒塌能力分析。基于重要性系数,确定出索系统中的两侧背索和下悬索为结构关键构件;桁架梁的跨中下弦杆与桅杆失效后,会引发结构响应较大变化,可确定其为关键构件。这可为施工与后续运营期间对重点构件或区域进行监测以及为类似大跨度空间结构抗连续倒塌设计提供参考。（4）根据抗连续倒塌方面研究确定的关键构件、薄弱部位以及局部结构破坏的连锁反应特性,对钢结构安装施工过程、上下悬索张拉过程、内膜施工安装过程中的索力、构件的应力以及变形进行了有效监测,实现了索膜结构施工全过程安全控制。分析结果表明各个施工阶段的理论计算索力与设计索力基本吻合,其最大差值为-56kN,占百分比为-1.386%;高桅杆竖向累计最大位移为26mm,低桅杆竖向累计最大位移25mm。所有工况的现场实测数据与理论结果对比分析,数值均在合理范围之内,结构的承载能力和安全性能均能满足设计要求。（5）针对岳阳机场航站楼索膜结构,建立了相应有限元模型,分析了结构在各种荷载工况下的静、动力响应;其次,基于有限元分析结果对监测系统需求及整体架构进行了研究,并对结构健康监测系统的具体实施方案进行了设计,提供了一套涵盖结构及荷载感知、采集、传输、存储、处理、分析及评估预警在内的完整解决方案。提出的健康监测系统架构成功地应用于岳阳机场航站楼监测中,创新地实现了对光栅光纤及速度传感器信号的同步采集。该结构健康监测系统的成功实施和运行将为确保结构的正常安全服役,以及航站楼二期工程的顺利开展提供保证和依据。（6）结合索力监测数据,提出了一种考虑索力不确定性的大跨索膜-钢桁架结构可靠性评估模型构建方法,分析了重要构件对结构可靠性的影响规律。探讨了施工过程中节点偏差、索力不确定性等对结构安全性能的影响。建立了考虑施工偏差的有限元模型,对不考虑与考虑施工偏差的结构模型进行了极限承载能力比较分析,两种情况下极限承载力因子分别为2.22和2.70;采用多响应面法计算了该结构考虑索力不确定性的可靠指标为6.76,处于较高的安全水平;可靠度分析表明索力不确定性对结构可靠性影响较大,其中上弦索索力、陆侧背索索力的不确定性对可靠性的影响最大,在施工和运营阶段应特别注意。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 健康监测研究进展 |
| 1.2.2 相贯节点研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 太原植物园主入口钢结构理论分析与健康监测 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 原则与依据 |
| 2.2.1 传感器优化布置原则 |
| 2.2.2 传感器选型依据 |
| 2.2.3 监测数据预处理方法 |
| 2.3 工程概况 |
| 2.4 结构理论分析 |
| 2.4.1 模型建立 |
| 2.4.2 静力特性分析 |
| 2.4.3 动力特性分析 |
| 2.4.4 荷载敏感性分析 |
| 2.5 传感器优化布置方案 |
| 2.5.1 结构应变监测 |
| 2.5.2 场地风速与风向监测 |
| 2.5.3 结构温度监测 |
| 2.5.4 结构振动与舒适度监测 |
| 2.6 监测数据处理与分析 |
| 2.6.1 预警阈值制定 |
| 2.6.2 监测数据预处理 |
| 2.6.3 监测数据分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 太原植物园主入口关键节点有限元分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 关键相贯节点极限承载力分析 |
| 3.2.1 节点模型 |
| 3.2.2 关键节点极限承载力研究 |
| 3.2.3 节点域构件形式研究 |
| 3.3 Y型圆管相贯节点应力集中分析 |
| 3.3.1 相贯节点应力集中分析 |
| 3.3.2 圆管Y型相贯节点模型建立 |
| 3.3.3 圆管Y型相贯节点应力分布 |
| 3.3.4 圆管Y型相贯节点应力集中分析 |
| 3.4 关键节点应力集中分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 结论及建议 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景意义 |
| 1.2 大开口索承网格结构简介 |
| 1.2.1 大开口索承网格结构提出与组成 |
| 1.2.2 大开口索承网格结构受力机理 |
| 1.2.3 国内大开口索承网格结构的工程应用 |
| 1.3 施工健康监测在国内外研究现状 |
| 1.4 断索研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 大开口索承网格基本理论及有限元模型建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 .有限元分析理论 |
| 2.2.1 有限元法的基本原理 |
| 2.2.2 空间杆单元非线性有限单元法 |
| 2.2.3 空间梁-柱单元非线性有限元法 |
| 2.3 有限元模型建立 |
| 2.3.1 建立几何模型 |
| 2.3.2 边界条件转化 |
| 2.4 预应力引入方法 |
| 2.4.1 施工过程预应力施加方法 |
| 2.4.2 有限元中预应力引入方法 |
| 2.5 施工张拉模拟分析方法 |
| 2.5.1 方法概述 |
| 2.5.2 不同方法的对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 大开口索承网格施工张拉过程模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大开口索承网壳结构施工技术 |
| 3.2.1 工程概况 |
| 3.2.2 施工过程关键技术 |
| 3.2.3 预应力张拉方案 |
| 3.3 施工张拉过程模拟 |
| 3.3.1 施工张拉模拟的意义 |
| 3.3.2 施工张拉模拟基本过程 |
| 3.3.3 施工张拉模拟结果 |
| 3.4 一次张拉成型对比分析 |
| 3.5 考虑施工误差的施工过程分析 |
| 3.5.1 撑杆垂直度偏差对索力的影响 |
| 3.5.2 拉索截面面积偏差对索力的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 大开口索承网格结构张拉过程现场监测 |
| 4.1 健康监测的目的与意义 |
| 4.2 监测仪器介绍 |
| 4.2.1 索力监测仪器 |
| 4.2.2 应力监测仪器 |
| 4.2.3 位移监测仪器 |
| 4.3 测点布置 |
| 4.3.1 张拉过程监测关键参数选取 |
| 4.3.2 测点布置详情 |
| 4.4 监测结果与分析 |
| 4.4.1 索力监测 |
| 4.4.2 撑杆应力监测 |
| 4.4.3 刚性网格杆件应力监测 |
| 4.4.4 节点位移 |
| 4.4.5 撑杆垂直度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 大开口索承网壳格结构施工张拉过程断索分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 断索分析理论 |
| 5.2.1 断索分析方法 |
| 5.2.2 断索模拟方法 |
| 5.3 索的重要性判定方法 |
| 5.3.1 基于位移的重要性评价方法 |
| 5.3.2 基于能量的重要性评价方法 |
| 5.3.3 改进的重要性评价方法 |
| 5.4 断索分析 |
| 5.4.1 单根径向索断索分析 |
| 5.4.2 多根径向索断索分析 |
| 5.4.3 环向索断索分析 |
| 5.5 索的重要性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 国内研究现状及发展动态 |
| 1.2.2 国外研究现状及发展动态 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 膜结构简介 |
| 2.1 膜结构分类及优缺点 |
| 2.1.1 膜结构分类 |
| 2.1.2 膜结构的优缺点 |
| 2.2 膜材的结构、分类及特性 |
| 2.2.1 膜材的结构 |
| 2.2.2 膜材的分类 |
| 2.2.3 膜材的特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 膜结构分析基本理论及软件介绍 |
| 3.1 膜面变形理论 |
| 3.1.1 小挠度理论下的膜面变形 |
| 3.1.2 荷载下膜面大变形 |
| 3.2 膜结构非线性有限元分析方法 |
| 3.2.1 基本假定及单元划分 |
| 3.2.2 建立坐标系 |
| 3.2.3 位移函数 |
| 3.2.4 物理条件 |
| 3.2.5 非线性几何关系 |
| 3.2.6 有限元基本方程 |
| 3.3 几何非线性平衡方程求解与收敛准则 |
| 3.3.1 非线性求解方法 |
| 3.3.2 收敛准则 |
| 3.4 膜单元褶皱处理 |
| 3.5 有限元设计软件3D3S介绍 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 膜结构找形分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 找形方法 |
| 4.2.1 动力松弛法 |
| 4.2.2 力密度法 |
| 4.2.3 非线性有限单元法 |
| 4.3 骨架膜找形分析 |
| 4.3.1 预张力的取值原则 |
| 4.3.2 3D3S找形分析步骤 |
| 4.3.3 找形结果 |
| 4.4 设计参数对找形影响 |
| 4.4.1 预张力对骨架膜找形的影响 |
| 4.4.2 张拉刚度对骨架膜找形的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 膜结构荷载分析 |
| 5.1 荷载作用下膜结构可能失效形式 |
| 5.2 膜结构设计方法 |
| 5.2.1 我国膜结构设计方法 |
| 5.2.2 日本膜结构设计方法 |
| 5.2.3 德国膜结构设计方法 |
| 5.3 荷载种类及分析 |
| 5.3.1 荷载种类 |
| 5.3.2 荷载分析 |
| 5.4 荷载组合 |
| 5.4.1 我国设计方法 |
| 5.4.2 日本设计方法 |
| 5.4.3 德国设计方法 |
| 5.5 计算结果及分析 |
| 5.5.1 我国设计方法 |
| 5.5.2 日本设计方法 |
| 5.5.3 德国设计方法 |
| 5.5.4 对比三国设计方法 |
| 5.6 不同设计参数对膜结构的影响 |
| 5.6.1 预张力对膜结构的影响 |
| 5.6.2 张拉刚度对膜结构的影响 |
| 5.6.3 膜材正交异性对膜结构的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 研究背景及研究内容 |
| 1.1 选题的背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 本文研究课题的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空间结构选型 |
| 1.2.2 空间结构施工仿真分析 |
| 1.3 存在的问题和本文研究内容 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 本文的研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 第2章 结构方案选型对比 |
| 2.1 大跨度建筑概述 |
| 2.1.1 结构选型的意义 |
| 2.1.2 大跨度空间结构的形式与工程实例 |
| 2.2 大跨度结构选型的影响因素 |
| 2.2.1 建筑外观的影响 |
| 2.2.2 建筑功能的影响 |
| 2.2.3 经济因素的影响 |
| 2.3 国家速滑馆工程屋盖结构方案选择 |
| 2.3.1 项目概况 |
| 2.3.2 屋盖结构方案比较 |
| 第3章 索网结构施工张拉过程分析 |
| 3.0 引言 |
| 3.1 国内外工程实践 |
| 3.2 张拉方案概述 |
| 3.2.1 基本原则 |
| 3.2.2 施工方案 |
| 3.2.3 张拉过程中的难点分析 |
| 3.2.4 同步张拉和分批张拉 |
| 3.3 张拉过程分析方法 |
| 3.4 张拉过程模拟 |
| 3.4.1 幕墙索安装 |
| 3.4.2 承重索安装及预负载 |
| 3.4.3 稳定索张拉 |
| 3.4.4 张拉方案小结 |
| 3.4.5 局部断索分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 模型试验与现场施工对比 |
| 4.1 模型试验 |
| 4.1.1 试验模型 |
| 4.1.2 模型试验对比 |
| 4.2 现场施工及监测 |
| 4.2.1 减少施工误差的措施 |
| 4.2.2 施工张拉控制工装 |
| 4.2.3 张拉方案调整 |
| 4.2.4 施工过程对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 膜结构材料的分类 |
| 1.3 传统充气膜结构的研究现状 |
| 1.3.1 传统充气膜结构的分类 |
| 1.3.2 传统充气膜结构的发展瓶颈 |
| 1.4 充气膜混合结构的发展及新体系的提出 |
| 1.4.1 现存结构体系的研究现状 |
| 1.4.2 三类新型充气膜混合结构的提出 |
| 1.5 充气膜结构形态分析方法的研究现状 |
| 1.5.1 设计阶段的定义 |
| 1.5.2 形态分析方法 |
| 1.5.3 现有形态分析方法的局限性 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于组合平衡建模的充气膜结构形态分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 图解静力法基本知识 |
| 2.2.1 传统图解静力法 |
| 2.2.2 三维图解静力法 |
| 2.3 组合平衡建模法 |
| 2.4 适用于充气膜结构的形态分析方法 |
| 2.4.1 基本假定 |
| 2.4.2 形态分析的数学描述 |
| 2.4.3 形态分析的图形学迭代策略 |
| 2.5 兼顾“形”与“态”的形态分析方法 |
| 2.5.1 “形”因素的影响效应 |
| 2.5.2 “态”因素的影响效应 |
| 2.5.3 结构拓扑的演化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 气承式混合结构的形态分析及体系演化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于组合平衡建模的形态分析方法 |
| 3.2.1 结构拓扑关系 |
| 3.2.2 内气压等效方法 |
| 3.2.3 目标及结果形态 |
| 3.3 气承式混合结构形态演化 |
| 3.3.1 “形”因素的影响效应 |
| 3.3.2 “态”因素的影响效应 |
| 3.3.3 外荷载与支反力的转化 |
| 3.3.4 结构拓扑关系的衍生 |
| 3.3.5 丰富多彩的建筑结构造型 |
| 3.4 气承式混合结构初始态内力分析 |
| 3.4.1 结构形态分析 |
| 3.4.2 忽略膜材的内力状态 |
| 3.4.3 考虑膜材的内力状态 |
| 3.5 传统充气膜结构初始态内力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 气囊式混合结构的形态分析及体系演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气囊式膜结构的形态分析基本思路 |
| 4.3 基于优化理论的结构拓扑关系修正方法 |
| 4.3.1 优化问题基本原理 |
| 4.3.2 算例分析 |
| 4.4 气囊式混合结构形态分析 |
| 4.4.1 简单气囊式混合结构 |
| 4.4.2 环形气囊式混合结构 |
| 4.4.3 具有中间联系构件的气囊式混合结构 |
| 4.5 考虑膜材的结构精细化设计 |
| 4.5.1 结构初始形态分析 |
| 4.5.2 结构精细化设计 |
| 4.5.3 结构充气成形状态 |
| 4.6 中心加强型气囊式混合结构 |
| 4.6.1 结构体系的演化 |
| 4.6.2 与传统空间网格结构的对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 肋环多气囊式混合结构体系及形态分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 肋环多气囊式混合结构体系 |
| 5.3 基于组合平衡建模法的子体系与整体结构形态分析 |
| 5.3.1 内环子结构体系 |
| 5.3.2 中环子结构体系 |
| 5.3.3 外环子结构体系 |
| 5.3.4 整体结构的生成 |
| 5.4 考虑膜材的结构精细化设计 |
| 5.4.1 结构模型 |
| 5.4.2 充气成形和预应力引入 |
| 5.4.3 与形态分析模型中构件内力对比验证 |
| 5.5 与索穹顶结构的对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 气囊式混合结构的静力性能试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验设计 |
| 6.2.1 试件设计 |
| 6.2.2 加载装置 |
| 6.2.3 测量装置 |
| 6.3 材料力学性能 |
| 6.3.1 气囊膜材 |
| 6.3.2 上弦刚性构件 |
| 6.4 有限元模型 |
| 6.5 试验结果和现象 |
| 6.5.1 结构安装和成形 |
| 6.5.2 全跨加载试验 |
| 6.5.3 半跨加载试验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 新型充气膜混合结构的力学性能及设计方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 气承式混合结构受力性能及失效机理 |
| 7.2.1 拉压组合结构(初始态) |
| 7.2.2 全受拉结构(初始态) |
| 7.3 气囊式混合结构受力性能及失效机理 |
| 7.3.1 具有中间联系构件的气囊式混合结构 |
| 7.3.2 中心加强型气囊式混合结构 |
| 7.4 肋环多气囊式混合结构受力性能及失效机理 |
| 7.4.1 全跨均布荷载 |
| 7.4.2 半跨均布荷载 |
| 7.4.3 风荷载 |
| 7.5 充气膜混合结构设计方法 |
| 7.5.1 结构形态分析 |
| 7.5.2 结构精细化设计 |
| 7.5.3 内气压的设定和控制 |
| 7.5.4 膜与索、杆的连接 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 悬索结构概述 |
| 1.2.1 悬索结构体系形式 |
| 1.2.2 典型工程应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 悬索结构的施工 |
| 1.3.2 悬索结构力学性能 |
| 1.3.3 悬索误差控制技术 |
| 1.3.4 目前研究存在问题 |
| 1.4 本文工程背景 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 双向悬索结构张拉完成后内力分布规律研究 |
| 2.1 有限元模型的建立 |
| 2.2 双向悬索结构找力分析 |
| 2.2.1 预张拉力找力分析 |
| 2.2.2 张拉预应力找力分析 |
| 2.3 整体结构位移与索力分布规律 |
| 2.4 施工过程主桁架杆件受力分析 |
| 2.5 双向组合悬索结构施工过程内力分布规律研究 |
| 2.5.1 不同次索张拉顺序对索力的影响 |
| 2.5.2 不同拉索安装及张拉方案对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 双向悬索结构施工过程模拟与监测研究 |
| 3.1 施工过程数值模拟分析 |
| 3.1.1 施工步骤 |
| 3.1.2 张拉模拟方法 |
| 3.2 施工过程有限元模拟结果 |
| 3.2.1 整体结构位移分析结果 |
| 3.2.2 索力分析结果 |
| 3.2.2.1 施工过程主桁架索力 |
| 3.2.2.2 施工过程索桁架索力 |
| 3.3 施工过程监测 |
| 3.3.1 测点布置原则 |
| 3.3.2 测点布置方案 |
| 3.3.2.1 位移测点布置方案 |
| 3.3.2.2 应力测点布置方案 |
| 3.3.3 测点的现场布置 |
| 3.3.3.1 监测设备 |
| 3.3.3.2 现场测点布置情况 |
| 3.4 监测结果对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双向悬索结构力学性能研究 |
| 4.1 索直径对结构力学性能的影响 |
| 4.2 温度对施工过程的影响 |
| 4.3 荷载组合下结构的力学性能分析 |
| 4.4 结构模态分析 |
| 4.5 结构反应谱分析 |
| 4.6 单维与多维时程分析 |
| 4.6.1 位移分析 |
| 4.6.2 内力分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 双向悬索结构施工误差影响分析 |
| 5.1 预应力设计误差对结构的影响 |
| 5.2 A形柱安装误差对结构的影响 |
| 5.3 拉索长度误差对结构的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 温室结构国内外研究现状 |
| 1.2.2 仿生建筑国内外研究现状 |
| 1.2.3 相关研究中存在的问题 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 芡实叶脉脉络力学特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 芡实叶脉特征提取 |
| 2.2.1 植物样本形态 |
| 2.2.2 叶脉特征提取 |
| 2.3 芡实叶脉力学仿真 |
| 2.3.1 有限元模型的建立 |
| 2.3.2 1号脉、2 号脉力学仿真结果 |
| 2.3.3 单个叶脉力学仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 仿生穹顶温室初期模型设计与校验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿生穹顶温室初期模型设计 |
| 3.2.1 设计原理 |
| 3.2.2 覆盖材料选择 |
| 3.2.3 骨架梁形状与参数选择 |
| 3.3 仿生穹顶温室初期模型力学校验 |
| 3.3.1 校验方法 |
| 3.3.2 校验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 仿生穹顶温室逐级分叉形态优化与试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿生穹顶温室逐级分叉形态优化仿真 |
| 4.2.1 设计原理 |
| 4.2.2 模态分析 |
| 4.2.3 力学校验 |
| 4.3 缩尺模型集中力应变试验与仿真 |
| 4.3.1 设计原理与方法 |
| 4.3.2 试验方法 |
| 4.3.3 试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 仿生穹顶温室均布力试验与仿真优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 缩尺模型均布力试验与仿真 |
| 5.2.1 均布力试验 |
| 5.2.2 静力仿真 |
| 5.3 仿生穹顶温室结构优化与尺寸扩展设计 |
| 5.3.1 6m半径仿生穹顶温室结构优化 |
| 5.3.2 12m、18 m及24 m半径仿生穹顶温室设计与校验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 张力结构形式和施工方式简介 |
| 1.2.1 张力结构形式 |
| 1.2.2 张力结构施工方法 |
| 1.3 工程施工液压控制系统简介和应用现状 |
| 1.3.1 工程施工液压控制系统简介 |
| 1.3.2 工程施工液压控制系统应用现状 |
| 1.4 索网牵引系统特点及功能需求 |
| 1.4.1 系统特点 |
| 1.4.2 系统功能需求 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 伞状张力结构找力与静力分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 背景工程介绍 |
| 2.3 结构拉索及膜材简介 |
| 2.4 结构分析模型建立 |
| 2.4.1 ANSYS和 APDL简介 |
| 2.4.2 索结构常用单元简介 |
| 2.4.3 结构分析模型 |
| 2.4.4 荷载条件 |
| 2.4.5 荷载组合工况 |
| 2.5 结构找力分析 |
| 2.5.1 迭代法找力理论 |
| 2.5.2 南昌市民中心屋盖找力分析 |
| 2.6 荷载作用影响分析 |
| 2.6.1 均布荷载 |
| 2.6.2 风吸作用 |
| 2.6.3 温度作用 |
| 2.7 结构正常使用极限状态分析 |
| 2.8 结构承载能力极限状态分析 |
| 2.8.1 拉索内力 |
| 2.8.2 关键节点强度 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 伞状张力结构施工方案与施工过程分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 施工方案介绍 |
| 3.3 非线性动力有限元法找形简介 |
| 3.4 施工工况设置及找形分析 |
| 3.5 施工过程结构响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 伞状张力结构施工误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分析理论与方法 |
| 4.2.1 研究现状 |
| 4.2.2 分析理论 |
| 4.2.3 分析方法 |
| 4.2.4 误差分布模式 |
| 4.3 施工误差分析及对比 |
| 4.3.1 样本生成及响应统计 |
| 4.3.2 误差组合介绍 |
| 4.3.3 误差组合1 |
| 4.3.4 误差组合2 |
| 4.3.5 误差组合3 |
| 4.3.6 误差组合4 |
| 4.3.7 误差组合5 |
| 4.3.8 误差组合6 |
| 4.3.9 分析小结 |
| 4.4 累积行程误差对张拉过程影响分析 |
| 4.4.1 行程误差的产生 |
| 4.4.2 行程误差分布 |
| 4.4.3 分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统的基本架构和硬件选型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 索网协同牵引控制系统组成 |
| 5.3 单个泵站的硬件选型 |
| 5.3.1 电气控制模块 |
| 5.3.2 液压控制模块 |
| 5.3.3 液压执行模块 |
| 5.3.4 监控模块 |
| 5.4 索网牵引控制系统的组装 |
| 5.5 液压回路及其工作原理 |
| 5.5.1 液压回路介绍 |
| 5.5.2 调速回路 |
| 5.5.3 保压回路 |
| 5.5.4 卸荷回路 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 系统下位机设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 编程软件简介 |
| 6.3 下位机程序功能需求 |
| 6.4 I/O点分配与接线图 |
| 6.5 PLC程序简介 |
| 6.5.1 下位机程序总览 |
| 6.5.2 传感器数据采集 |
| 6.5.3 逻辑控制 |
| 6.5.4 动作控制 |
| 6.5.5 数据监控 |
| 6.6 通信方式 |
| 6.6.1 主控 PLC与分控 PLC通讯 |
| 6.6.2 下位机与上位机通讯 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 系统上位机设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 Lab VIEW简介 |
| 7.3 上位机程序总览 |
| 7.4 初始化数据模块 |
| 7.5 监控报警模块 |
| 7.5.1 监控部分 |
| 7.5.2 报警部分 |
| 7.6 牵引长度控制/调整工况 |
| 7.7 张拉力控制工况 |
| 7.7.1 张拉力控制算法 |
| 7.7.2 控制策略简介 |
| 7.7.3 策略A |
| 7.7.4 策略B |
| 7.7.5 策略C |
| 7.7.6 小结 |
| 7.8 系统主界面设计与操作方式 |
| 7.9 数据记录模块 |
| 7.10 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 现代木结构建筑的兴起 |
| 1.1.2 现代木结构建筑在中国的发展趋势 |
| 1.1.3 木张弦梁结构的原理、优势与设计困境 |
| 1.2 国内外研究现状与实践动态 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 国内外木张弦梁实践动态 |
| 1.2.3 研究与实践现状总结 |
| 1.3 概念界定、研究内容和研究意义 |
| 1.3.1 概念界定 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究意义 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 研究框架 |
| 第2章 建构理论与结构表现之关联 |
| 2.1 建构问题研究 |
| 2.1.1 建构理论综述 |
| 2.1.2 建构理论辨析 |
| 2.1.3 建构困境思辩 |
| 2.1.4 建构意义思考 |
| 2.1.5 小结 |
| 2.2 建构视野下结构之本体与再现 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 木张弦梁的材料表现研究 |
| 3.1 木材的材料意志研究 |
| 3.1.1 木材的物理本性概述 |
| 3.1.2 木材的人文禀赋概述 |
| 3.2 钢材的材料意志研究 |
| 3.2.1 钢材的物理本性概述 |
| 3.2.2 钢材的人文禀赋概述 |
| 3.3 材料加工工艺与加工设备 |
| 3.4 基于材料意志的木张弦梁结构表现策略 |
| 3.4.1 尊重材料意志 |
| 3.4.2 重构材料组合 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 木张弦梁的形态表现研究 |
| 4.1 张弦梁结构设计面对的主要问题 |
| 4.2 张弦梁结构的静力原型及木张弦梁实例 |
| 4.2.1 平面静力原型 |
| 4.2.2 平面静力原型拓展 |
| 4.2.3 空间静力原型 |
| 4.2.4 空间静力原型拓展 |
| 4.3 木张弦梁构件形态构建的技术逻辑 |
| 4.3.1 实体结构的受力抵抗方式 |
| 4.3.2 木张弦梁结构构件的形体构建逻辑 |
| 4.4 基于结构形态的木张弦梁结构表现策略 |
| 4.4.1 形态适配 |
| 4.4.2 重构变形 |
| 4.4.3 力流显形 |
| 4.4.4 营建适形 |
| 4.4.5 轻盈追求 |
| 4.4.6 光影共构 |
| 4.4.7 仿生拟态 |
| 4.4.8 符号隐喻 |
| 4.4.9 反常建构 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 木张弦梁的节点表现研究 |
| 5.1 木结构常用节点分类及其面临的主要技术问题 |
| 5.1.1 木结构常用节点分类 |
| 5.1.2 木结构节点面对的主要技术问题 |
| 5.2 木张弦梁节点的分类及其常用形式示例 |
| 5.2.1 木张弦梁节点的分类及其面对的问题 |
| 5.2.2 木张弦梁节点的常用形式示例 |
| 5.3 基于节点形式的木张弦梁结构表现策略 |
| 5.3.1 平实表达节点功能 |
| 5.3.2 张扬强调节点个性 |
| 5.3.3 弱化隐藏节点存在 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结语 |
| 6.1 建构视野下的木张弦梁结构表现总结 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 |
| 作者简介 |
| 作者攻读硕士学位期间论文发表情况 |
| 附录2 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 索膜-钢桁架结构的发展现状 |
| 1.1.2 岳阳三荷机场索膜结构简介 |
| 1.1.3 索膜-钢桁架结构的安全控制特点 |
| 1.2 索膜-钢桁架结构的初始形态研究现状 |
| 1.2.1 初始形态研究方法 |
| 1.2.2 大型复杂结构协同及离散找形 |
| 1.3 索膜-钢桁架结构风荷载特性及抗风设计 |
| 1.3.1 索膜-钢桁架结构风荷载特性 |
| 1.3.2 索膜-钢桁架结构风振响应分析 |
| 1.3.3 膜结构抗风设计方法 |
| 1.4 索膜-钢桁架结构抗连续倒塌研究现状 |
| 1.4.1 结构抗连续倒塌研究概况 |
| 1.4.2 大跨空间结构关键构件识别方法 |
| 1.4.3 大跨空间结构抗连续倒塌能力设计 |
| 1.5 索膜-钢桁架结构全过程安全控制 |
| 1.5.1 施工期安全监控 |
| 1.5.2 运营期安全监控 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 大跨索膜结构初始形态研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 索膜结构找形的有限元法 |
| 2.3 大型复杂索膜结构整体离散找形 |
| 2.4 三荷机场索膜结构的初始形态研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大跨索膜-钢桁架结构风荷载及风振响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 风洞测压试验 |
| 3.2.1 模型设计与测点布置 |
| 3.2.2 试验设备及风场模拟 |
| 3.2.3 试验数据处理方法 |
| 3.2.4 风压分布特性分析 |
| 3.2.5 合理体型系数取值 |
| 3.3 风致响应分析及等效静力风荷载 |
| 3.3.1 结构风振响应分析 |
| 3.3.2 结构风振系数 |
| 3.3.3 等效静力风荷载 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 索膜-钢桁架结构抗连续倒塌能力及关键构件识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构模型 |
| 4.2.1 概况 |
| 4.2.2 索系统 |
| 4.2.3 钢结构系统 |
| 4.3 结构抗连续倒塌分析方法 |
| 4.3.1 分析方法 |
| 4.3.2 动力荷载确定与倒塌判定准则 |
| 4.4 考虑初始构形和施工过程的关键构件识别 |
| 4.4.1 有限元模型 |
| 4.4.2 敏感性分析方法 |
| 4.4.3 索结构敏感性分析 |
| 4.4.4 钢结构敏感性分析 |
| 4.5 结构抗连续倒塌能力分析 |
| 4.5.1 桁架梁跨中下弦杆失效 |
| 4.5.2 下悬索(XXS3)失效 |
| 4.5.3 陆侧1号背索(LCBS1)失效 |
| 4.5.4 空侧1号桅杆失效 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 索膜-钢桁架结构施工安全控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 施工全过程仿真计算 |
| 5.2.1 施工安全控制模型的建立 |
| 5.2.2 计算结果及分析 |
| 5.3 施工期安全控制监测内容 |
| 5.3.1 位移监测 |
| 5.3.2 索力监测 |
| 5.3.3 索形监测 |
| 5.3.4 膜形监测 |
| 5.4 施工期安全控制结果 |
| 5.4.1 钢结构安装 |
| 5.4.2 上悬索张拉 |
| 5.4.3 下悬索张拉 |
| 5.4.4 内膜安装 |
| 5.4.5 背索补张拉 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 索膜-钢桁架结构运营期安全监测系统设计与运用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 安全监测系统的设计原则 |
| 6.3 健康监测系统的架构 |
| 6.4 传感器子系统及布置 |
| 6.5 数据采集和传输子系统 |
| 6.6 数据管理子系统 |
| 6.7 结构预警子系统 |
| 6.8 结构振动响应监测数据的分析 |
| 6.9 本章小结 |
| 第七章 基于可靠度的索膜-钢桁架结构安全评估 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 施工偏差对索膜-钢桁架结构承载性能的影响 |
| 7.2.1 考虑节点安装和索力偏差的结构模型 |
| 7.2.2 两种模型极限承载力比较 |
| 7.3 索力的不确定性模型 |
| 7.4 索膜-钢桁架结构可靠性评估 |
| 7.4.1 多响应面可靠度方法 |
| 7.4.2 考虑索力不确定性的可靠性评估 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
