检索结果-内蒙古大学图书馆

本文借鉴已建成的成都新世纪国家会展中心展馆工程，构思出了一种新的结构体系——钢-混凝土协同式新型张弦桁架结构，新的结构体系是在钢-混凝土组合结构与大跨度下弦管内预应力管桁架结构基础上的改进和创新。预应力张弦桁架、张弦梁及各种组合结构在国内外的工程实践中逐步得以应用，本文逐一概述目前国内外各种钢-混凝土组合结构和我国正在推行的几种拟梁式空间钢网格结构，并从发展现状和相应存在的问题做了较为详细的论述，在此的基础上，综合考虑两种结构优利弊进而提出了钢-砼协同式新型结构体系。钢-砼协同式新型张弦桁架结构是在大跨度下弦管内预应力管桁架的基础上提出通过撑杆连接空间管桁架和高强抗拉拉索，形成桁架体外预应力，并结合钢-混凝土组合结构合理利用两种材料性能的优点，通过短柱或短撑杆连接下部张弦桁架和屋面混凝土板，共同形成新型张弦桁架结构的上弦组合层。从工程的应用角度出发，将钢-砼协同式新型张弦桁架受力过程中涉及的状态拟定为零状态、初始态、荷载态和协同工作阶段。通过等代刚度法计算和对比了混凝土板对下部预应力管桁架刚度贡献大小，研究分析表明，混凝土板参与结构整体工作改善结构整体刚度明显。在协同工作阶段，由于钢砼共同工作，合理利用了结构中两种不同材料的力学性能。本文探讨的一种新型结构体系——钢砼协同式新型张弦桁架，采用几何非线性有限元法，通过大型有限元程序软件对其主要的受力性能进行了研究，分析了结构的屈曲荷载和极限承载能力以及地震作用下单榀钢-混凝土协同式新型结构体系的荷载效应，从中得出一些结论，并从力学概念上说明了其正确性。同时，文中还对钢-混凝土协同式新型张弦桁架的合理预应力取值做了初步的探索，给出了一些浅显的分析思路和求解方法。本文用大型有限元软件模拟了钢-砼协同式新型张弦桁架结构的全过程施工，探讨了索预应力施加方法和结构的施工工艺，提出分阶段控制施加预应力的优越性。文中最后提出钢-砼协同式新型张弦桁架在设计和施工中有待于解决的问题。

关键词：大跨度空间结构预拉力张弦桁架结构设计有限元法几何非线性分析荷载效应

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索膜结构形态优化分析与整体协同分析

索膜结构形态优化分析与整体协同分析

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作者：徐宗美河海大学

学位级别：硕士

索膜结构是一种新型的空间结构形式，它通过施加预应力，使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用。在荷载作用下，如何使索膜结构在满足功能要求及美观要求的前提下具有最优初始形态，是索膜结构形态分析的重点。而考虑膜结构与支承结... 详细信息

索膜结构是一种新型的空间结构形式，它通过施加预应力，使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用。在荷载作用下，如何使索膜结构在满足功能要求及美观要求的前提下具有最优初始形态，是索膜结构形态分析的重点。而考虑膜结构与支承结构的相互作用，建立结构整体计算模型进行分析，是索膜结构设计的难点与关键之一。本文在总结国内外研究现状的基础上，针对索膜结构的形态优化分析与整体协同分析进行了系统的研究。本文首先推导了索膜结构几何非线性分析的有限元基本方程，并且给出了判断索单元松弛和膜单元褶皱的准则、非线性有限元方程组的解法及其收敛判定。在合理设定优化变量的基础上，以有限元软件ANSYS为平台，编制了索膜结构的形态优化程序，分别对上部膜结构、索膜结构—下部支承体系的整体计算模型进行优化分析。通过设定不同的设计变量及目标函数，不仅可以达到设计人员所追求的不同目的，而且还可以得出最优形态下的设计变量值，克服了根据经验来确定膜结构初始预应力等参数的缺点，对工程设计具有一定的指导作用。分别采用整体式与分离式计算模型对索膜结构进行了分析，说明两种计算模型的区别及其对各构件的影响。通过比较各优化变量的迭代曲线及优化前后上部膜结构和下部支承结构的受力及位移，给出了一些工程建议。整体式计算模型准确地模拟了实际结构，较好地反映了结构的实际受力状态，从而验证了在索膜结构找形分析及荷载分析中尽量建立整体式计算模型的必要性。本文的研究成果对索膜结构的设计具有一定的指导意义，并为后续的裁剪分析奠定基础。

关键词：索膜结构几何非线性分析形态优化整体协同分析

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大跨度钢拱桥静力非线性及地震响应研究

大跨度钢拱桥静力非线性及地震响应研究

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作者：罗飞北京工业大学

学位级别：硕士

摘要拱桥外形美观，施工简易，造价较低，在修建大跨径桥梁当中是很有竞争力的桥型。采用整体钢箱拱肋或钢箱桁架式拱肋，使拱桥的跨越能力更大。随着我国修建的大跨度钢拱桥的日益增多，需要设计者对该桥型有个定性的认识[36] ... 详细信息

摘要拱桥外形美观，施工简易，造价较低，在修建大跨径桥梁当中是很有竞争力的桥型。采用整体钢箱拱肋或钢箱桁架式拱肋，使拱桥的跨越能力更大。随着我国修建的大跨度钢拱桥的日益增多，需要设计者对该桥型有个定性的认识 [36] 。本文以广州市新光大桥为工程背景，应用通用有限元程序分析了大跨度中承式钢拱桥的静、动力特性。静力方面，首先分析了在成桥状态几何非线性的影响程度；其次，通过计算各主要受力构件在恒载和活载作用下的内力变化，提出在设计阶段应进行吊杆和桥面系部分构件疲劳强度验算；最后，简要的将平行拱和提篮拱进行了比较。动力方面，探讨了初应力刚度矩阵在大跨度拱桥动力分析中的影响；通过自振特性分析比较了平行拱与提篮拱的刚度差别；在时程响应分析中，讨论了竖向地震动和行波效应的影响。

关键词：拱桥有限元几何非线性分析自振特性分析反应谱分析时程响应分析

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独塔自锚式悬索桥结构参数影响分析

独塔自锚式悬索桥结构参数影响分析

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作者：李春燕西南交通大学

学位级别：硕士

自锚式悬索桥是基于传统地锚式悬索桥结构发展而来的一种古老又年轻的桥式。地锚式悬索桥通常是将主缆锚固在巨大的锚锭上,向来是大跨径桥梁的优先选择。而自锚式悬索桥则改变主缆锚固位置,将主缆锚固在加劲梁上,这种锚固方式的改变扩... 详细信息

自锚式悬索桥是基于传统地锚式悬索桥结构发展而来的一种古老又年轻的桥式。地锚式悬索桥通常是将主缆锚固在巨大的锚锭上,向来是大跨径桥梁的优先选择。而自锚式悬索桥则改变主缆锚固位置,将主缆锚固在加劲梁上,这种锚固方式的改变扩大了悬索桥的使用领域,比如可用于一些因地质条件差而不适于修建大锚锭的地区,或者一些需要悬索桥景观效应的城市桥梁中,近年来尤其在一些中小跨径的城市桥梁方案选择中具有一定的竞争力。在新材料、新技术和新工艺的支持下,自锚式悬索桥桥式得到了创新性的发展。猎德大桥是一座典型的拱式桥塔空间索面自锚式悬索桥,其结构构造复杂且内部传力机理未知,在设计中可供参考的资料很少,因此,结构参数变化对内力的影响值得深入的研究。本文以该桥为工程背景,基于悬索桥基本计算理论和几何非线性理论及其分析方法,运用Midas-civil软件建立初始有限元模型。利用节线法对成桥初始平衡状态进行了精确分析,结合材料力学基础理论,通过不断修改索单元的初应变进行迭代求解,得到了满足设计线形的主缆节点坐标、初始几何刚度荷载和单元平衡节点内力,从而得到适于成桥状态结构分析的模型。在此基础上,论文针对全桥主要构件结构参数展开详细的分析,探讨了各参数对全桥结构静力性能的影响,得出了一些有益的结论,对拱式桥塔空间索面自锚式悬索桥的结构优化设计及工程实践具有一定的参考价值。

关键词：独塔空间索面自锚式悬索桥初始平衡状态分析几何非线性分析结构参数影响

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大型钢储罐在谐波沉降下的结构性能

大型钢储罐在谐波沉降下的结构性能

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作者：曹庆帅浙江大学

学位级别：硕士

大型立式圆柱形钢储罐由底板、圆柱壳、固定或浮动顶盖组成，广泛用于固体和液体的储存。建造在软土地基上的大型钢储罐易产生各种沉降变形，其中罐周不均匀沉降对结构的影响最为不利，是导致实际储罐工程事故的主要原因。罐周不均... 详细信息

大型立式圆柱形钢储罐由底板、圆柱壳、固定或浮动顶盖组成，广泛用于固体和液体的储存。建造在软土地基上的大型钢储罐易产生各种沉降变形，其中罐周不均匀沉降对结构的影响最为不利，是导致实际储罐工程事故的主要原因。罐周不均匀沉降可以展开成各阶谐波沉降的傅里叶级数，把各阶谐波沉降引起的变形和内力叠加起来可得到完全解。本文总结整理了各类大型储罐沉降变形的大量实测数据，并利用傅立叶分解分析罐周不均匀沉降的组成及特点。然后利用分析得到的谐波沉降对储罐结构进行了有限元分析。分析表明，储罐在不均匀沉降下的应力和变形均与其几何参数有关，因此目前基于工程经验且与储罐参数无关的地基变形允许值从结构的角度看不尽合理。合理的沉降标准应该基于结构的响应。通过有限元分析，系统研究了谐波沉降下浮顶罐结构的线性静力性能。主要内容包括：a)罐顶的最大径向位移和罐底的最大竖向内力以及其它形式的最大位移和内力；b)详细分析几何参数的影响；c)扩大谐波数范围，对罐底最大竖向应力和风梁最大周向应力做了比较；d)详细分析沿储罐高度的结构变形和内力，并提出了按储罐高度分区的概念；e)基于有限元结果对罐顶径向位移和罐底最大竖向应力随谐波数的变化提出拟合公式；f)基于谐波沉降的分析对不均匀沉降下的大型钢储罐提出新的沉降控制标准。对谐波沉降下的固顶罐结构进行了特征值屈曲分析和几何非线性分析，讨论谐波数、径厚比、高径比等几何参数以及内压、轴压对极限沉降值的影响，并考察了初始几何缺陷的影响。储罐在谐波沉降下的非线性屈曲模态与线性屈曲模态基本一致，有两种基本形式：贯穿整个储罐高度的剪切变形和罐底局部轴向压应力引起的“象脚破坏”。储罐的非线性屈曲模态和谐波数、径厚比、高径比有密切关系。非线性谐波极限沉降随谐波数、径厚比的增大而减小。极限谐波沉降随附加罐壁内压或罐顶轴向压力的增大而减小；且较小径厚比储罐的谐波极限沉降随轴压或内压的增大而减小的趋势总体上比径厚比较大时明显。

关键词：钢储罐圆柱壳不均匀沉降谐波沉降实测沉降应力分析地基变形允许值特征值屈曲几何非线性分析初始几何缺陷

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大跨度钢管混凝土拱桥风致抖振反应非线性时程分析

大跨度钢管混凝土拱桥风致抖振反应非线性时程分析

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作者：丁继武哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来钢管混凝土拱桥在中国桥梁建设中得到了广泛应用,在其向大跨度发展的同时,抗风成为亟需解决的问题.在桥梁施工阶段和成桥运营阶段,风致抖振是不可避免的,这不仅关系到施工的安全,而且影响到成桥状态结构杆件的疲劳和行车舒适度.... 详细信息

近年来钢管混凝土拱桥在中国桥梁建设中得到了广泛应用,在其向大跨度发展的同时,抗风成为亟需解决的问题.在桥梁施工阶段和成桥运营阶段,风致抖振是不可避免的,这不仅关系到施工的安全,而且影响到成桥状态结构杆件的疲劳和行车舒适度.计算结构的风致抖振的经典方法是频域反应谱法,但该方法只适用于线性系统,而大跨桥梁结构在外界激励下通常表现出几何非线性行为,因此应采用可计入结构的几何非线性影响的时域分析方法.该文根据已有的风速功率谱模拟出具有随机特性的空间脉动风场,以Scanlan理论为基础,建立抖振力模型,对于桥面系的抖振力可考虑风初始攻角和杆件自身转角的影响,对于拱肋抖振力只需计入阻力的作用;该文采用有限元方法对结构进行离散,以几何刚度矩阵的方式考虑轴力和弯矩阵的影响,建立非线性运动方程,在求解过程中考虑大位移的影响;运动方程的求解采用Newmark-β法和Newton-Raphson法.根据所建立的时域抖振分析方法,使用Matlab语言编制相应的求解程序并验证了程序的正确性,对广西三岸邕江大桥进行分析,结果表明:在静风荷载和考虑脉动风的抖振力作用下,钢管混凝土拱桥表现出明显的几何非线性行为,且考虑脉动风的抖振力作用的结构反应明显大于静风荷载反应;脉动风荷载作用下拱肋内力变化幅值较大,尤其对拱脚处拱肋内力的影响;风的初始攻角对桥面的风致振动略有影响.

关键词：大跨度钢管混凝土拱桥随机风场模拟时域抖振几何非线性分析

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基于能量法的大跨度钢结构整体失稳模态判别方法及稳定极限承载力计算

基于能量法的大跨度钢结构整体失稳模态判别方法及稳定极限承载力...

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作者：周伟星华南理工大学

学位级别：硕士

钢材具有轻质高强以及力学性能良好等优点，被广泛应用于各种建筑结构中。对比钢筋混凝土结构，在相同受力功能的情况下，钢结构构件的截面尺寸小、构件长细比大以及板件厚度薄，对于处于受压区的构件和板件容易引起结构失稳。尤其是在... 详细信息

钢材具有轻质高强以及力学性能良好等优点，被广泛应用于各种建筑结构中。对比钢筋混凝土结构，在相同受力功能的情况下，钢结构构件的截面尺寸小、构件长细比大以及板件厚度薄，对于处于受压区的构件和板件容易引起结构失稳。尤其是在目前规模越来越大、形式越发复杂的大跨度钢结构中，钢结构的稳定问题更应引起重视。首先，本文在参阅国内外大量文献并进行总结的基础上，较全面的介绍了钢结构失稳的基本理论和结构稳定极限承载力的研究方法。为后续的分析工作打下基础。其次，基于有限元计算软件ANSYS，通过选取不同的单元划分数，对常规的钢结构进行特征值屈曲分析。对分析结果进行对比发现，采用常规Timoshenko梁单元对结构进行特征值屈曲分析时，单元数目对屈曲荷载影响较大，只有采用适当的单元划分数时才能得到精度较高的结果。第三，通过有限元计算软件ANSYS对常规的钢结构进行特征值屈曲分析，然后利用VBA语言编制的程序对模态分析结果进行分析总结得出了其分布规律，并提出了基于模态应变能的结构整体失稳模态判别方法。该方法反映了在静力荷载作用下钢结构整体失稳模态与模态总体应变能之间的规律：结构在静力荷载作用下发生整体失稳时的模态总体应变能总是明显高于结构发生局部失稳时的模态总体应变能，所以可以通过结构的模态总体应变能筛选结构的整体失稳模态。本文将该方法应用于实际工程结构中，得到了较好的效果。第四，本文在“一致缺陷模态法”的基础上将结构所有特征值屈曲模态模拟结构的初始缺陷分布，通过对常规钢结构和实际工程结构进行静力荷载作用下的几何非线性分析，得到结构的稳定极限承载力，并与“一致缺陷模态法”分析得到的结果进行比较，指出了“一致缺陷模态法”存在的不足：对于某些特别的结构而言，按“一致缺陷模态法”计算得到的并非保守的稳定极限承载力，高阶的屈曲模态缺陷分布模式有可能更为不利。第五，本文提出了对“一致缺陷模态法”的改进措施：通过模态总体应变能走势图筛选出模态总体应变能发生第一次整体突变时所对应的特定区域的特征值屈曲模态并进行非线性分析，得到结构的稳定极限承载力。本文将该改进措施应用于常规钢结构和实际工程结构中进行验证，取得较好的效果。最后，作者系统总结了在钢结构稳定分析的研究中遇到的困惑和问题，对本文新方法需要改进和提高的方面作出了详细的说明，并对今后钢结构稳定的研究方向作出了试探性的预测和展望。

关键词：钢结构整体失稳模态模态总体应变能几何非线性分析一致缺陷模态法

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大跨度多塔叠合梁斜拉桥稳定分析

大跨度多塔叠合梁斜拉桥稳定分析

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作者：赵东西南交通大学

学位级别：硕士

斜拉桥凭借其独特的结构和优良的性能,再加上其良好的跨越能力,已经成为非常有竞争力的桥型。由于桥梁失稳事故时有发生,其稳定问题也备受关注.近年来,随着社会的发展,越来越多的多塔斜拉桥涌现出来。对于多塔斜拉桥,由于其桥塔增多,塔... 详细信息

斜拉桥凭借其独特的结构和优良的性能,再加上其良好的跨越能力,已经成为非常有竞争力的桥型。由于桥梁失稳事故时有发生,其稳定问题也备受关注.近年来,随着社会的发展,越来越多的多塔斜拉桥涌现出来。对于多塔斜拉桥,由于其桥塔增多,塔顶位移不容易控制,使得本来已经是柔性结构的斜拉桥变得更柔.发生失稳的可能性增大,因此,有必要对多塔斜拉桥进行稳定性研究。论文以正在建设的某多塔斜拉桥为背景,运用ANSYS有限元软件建立全桥模型,分别计算了施工过程中各个阶段结构的弹性、几何非线性和双重非线性稳定安全系数。并根据就算结果对该桥整体稳定性进行了评价。此外,通过改变构件部分参数(结构刚度、辅助墩、结构体系等),分析这些参数变化对结构第二类稳定性的影响,并且单独探讨了索塔的稳定性。论文的计算结果可为类似桥型的设计与稳定计算提供参考。

关键词：多塔斜拉桥整体稳定性参数分析几何非线性分析

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大跨度箱形变截面钢拱结构的受力性能研究

大跨度箱形变截面钢拱结构的受力性能研究

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作者：周平槐浙江大学

学位级别：硕士

北京首都国际机场3号航站楼是为了迎接2008年奥运会而进行的扩建项目。地面交通中心(GTC)是其重要组成部分之一，屋盖采用大跨箱形变截面圆弧钢拱结构。本论文以该工程为背景，对箱形钢拱结构的静力性能、稳定性能及地震响应进行了较为... 详细信息

北京首都国际机场3号航站楼是为了迎接2008年奥运会而进行的扩建项目。地面交通中心(GTC)是其重要组成部分之一，屋盖采用大跨箱形变截面圆弧钢拱结构。本论文以该工程为背景，对箱形钢拱结构的静力性能、稳定性能及地震响应进行了较为系统、深入的研究。首先回顾拱结构的应用发展过程以及理论研究背景，然后简单介绍了首都机场扩建工程的基本情况、GTC屋盖结构的形成与结构方案，以及实际工程中所考虑的荷载取值。结合实际工程的拱脚节点，将主拱简化为双铰拱。对该一次超静定结构，求解其在竖向均布荷载作用下的静力解，推导了拱的平面内屈曲和平面外屈曲的基本公式，并通过算例比较了面内屈曲和侧倾的理论解和数值分析结果。将整体结构中的13榀拱，根据其跨度大小和所处位置分成四组，对每组中跨度最大的拱进行单拱结构的分析。在内力分析、特征值屈曲分析的基础上，通过几何非线性分析成功跟踪了单拱的极限屈曲(跳跃屈曲)和分支屈曲全过程平衡路径。考察了单拱的初始缺陷敏感性，并将变截面拱与相应的等截面拱进行了比较。比较了整体结构的几种方案，确定采用不设缝的箱板结构作为本文分析的对象。对该方案进行了详细的内力分析、特征值屈曲分析和几何非线性分析，并考察了初始几何缺陷的影响。分析表明，结构对初始缺陷十分敏感，缺陷的存在会导致结构稳定承载能力显著降低。此外，对承受不对称荷载作用的结构，引入特征值屈曲模态作为初始几何缺陷进行缺陷敏感分析时，应考虑缺陷分布形式与外荷载之间的关系，否则所选择的缺陷形式可能反而对结构是有利的。分析了结构的自振特性，利用反应谱法和时间历程法研究了结构在常遇地震作用下的抗震性能，得到了整体结构的动内力分布规律。同时比较了这两种方法所得到的结果。

关键词：钢拱结构大跨度结构变截面稳定初始几何缺陷特征值屈曲分析几何非线性分析地震响应

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