摘要：不共面四边形为边界的双直纹曲面建筑结构具有造型优美、传力路径清晰等优点,已经在建筑结构中被广泛应用.吕梁新城体育场屋面主体结构为钢结构,屋面双向密肋钢梁之间形成了800多个平面投影边长4352mm的正方形单元,每个单元屋面为不共面四边形边界的双直纹曲面预制混凝土壳体.结合吕梁新城体育场屋面单元混凝土壳体的设计、制作和安装,研究了不共面四边形边界双直纹曲面的找形和曲面曲率.以参数-1≤u≤1、-1<v≤1为局部坐标,两组对边等比例分点连线为母线,建立了双直纹曲面方程.根据整体坐标和局部参数之间的关系,利用微分几何理论,求出了曲面第一、第二基本形式二次型系数,推导了主曲率及其方向的计算公式.通过吕梁体育场预制混凝土屋面壳体找形计算,不仅验证了找形方法和曲率计算公式的正确性,也验证了找形方法和主曲率与坐标选取的无关性.可为建筑空间设计、曲面结构设计和施工提供理论依据.

摘要：柔性光伏支架采用了小垂跨比(小于1/30)的悬索结构,具有很强的几何非线性。本文以直线状态索拉力为初始条件,给出了均布载荷下跨中垂度的三次方程和垂度显式解析解,求出考虑大变形几何非线性的索力高精度近似解;通过对平衡方程和垂度方程微分,得到了平衡状态的竖向切线刚度;通过对工程算例进行分析,并与非线性有限元计算结果进行对比,跨中垂度、索拉力误差均不超过0.5%。本文所得到的静力计算公式简单、准确,平衡状态竖向切线刚度物理意义明确,可为柔性光伏支架静力分析和结构设计提供参考。

摘要：预应力网壳结构在张拉时索力互相影响,需要分级、多次张拉才能达到设计索力值,给施工带来困难。根据位移法原理和静力平衡条件,提出了张拉控制的预应力影响矩阵法。该方法通过计算预应力影响矩阵和竖向荷载下的索力值,建立相应的控制方程,求解各索在张拉过程中目标张力值对应的初始应变。利用预应力影响矩阵法对一工程实例进行了计算,结果表明:利用该方法计算出的初始应变对索进行一次张拉就能得到满足工程设计和施工精度要求的张力控制值,实现控制点相应位移的精确控制,验证了该计算方法的正确性和工程应用的可行性,可为类似工程的张拉控制提供参考。

摘要：弦支穹顶结构由上弦网壳、下弦拉索和撑杆组成,拉索预应力对结构内力和初始形态影响较大,合理确定预应力大小是弦支穹顶结构设计的关键。为此,根据线性叠加原理,将结构受力分解为外荷载作用与拉索预应力作用的线性叠加,提出了基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法。该方法通过依次计算单根环向拉索单位初应变下控制点位移值,形成位移控制预应力影响矩阵,计算竖向荷载下控制点位移值,建立相应的控制方程,求解控制方程得到各圈环向索对应的初始应变。弦支穹顶结构在所得初应变和外荷载下的索力就是在该荷载下的预应力值。结合某工程的深化设计,利用基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法对该工程实例进行了分析计算。结果表明,利用该方法计算出的初应变,可以保证竖向荷载下控制点的位移值小于2 mm,该计算方法物理意义较明确,计算较简便,准确度较高,可为类似工程的找力分析提供参考。

摘要：为了分离平均应力、广义剪应力和罗德角对混凝土变形的影响,采用解耦应力路径,在液压伺服真三轴试验机上对边长为 100mm 的立方体混凝土试块进行准静态加载。对每个试块先施加平均应力到设计值,并与罗德角一同保持不变,单调地施加应力偏量。平均应力有5档,罗德角有3档(分别对应于拉、压、剪加载),两者组合成15组应力路径。给出了各组路径对应的偏应力-偏应变曲线、广义剪应力-广义剪应变曲线,分析了平均应力、罗德角对峰值应力、峰值应变、软化特性等力学特征的影响。结果表明,在平均应力、罗德角恒定的加载过程中,广义剪应力-广义剪应变曲线在下降段的变化幅值远远小于单轴和三轴比例加载时的变化幅值;如果用等向强化的屈服面描述混凝土的力学行为,则随着加载的进行在同一偏平面上屈服面的截面图除了大小发生变化之外,形状也发生变化;在不同的偏平面上,截面图之间形状并不相似。进而证明了由应力的第一不变量和偏应力的第二不变量组成的塑性势函数只能描述拉伸和压缩这类假三轴加载,而不适用于剪切等真三轴加载。

摘要：选取n次轴对称葵花型索穹顶结构的1/n,将空间轴对称结构等效为一次超静定平面桁架结构.给出了葵花型索穹顶结构撑杆不在同一径向上的内力和位移处理方法,推导了力法求解约束力的计算公式,提出了小变形时各点位移计算的位移传递矩阵和计算公式.最后,通过一个算例介绍了该方法的计算过程并与有限元计算结果进行了比较,内力和位移误差均在工程设计要求内,验证了方法的正确性和准确性.

摘要：提出了一种由多个4压杆、12拉杆单元环向均匀布置构成的环形张拉整体结构,并对其拓扑结构和找形方法进行了研究。找形分三步:先根据建筑要求建立环形张拉整体结构初始构形;再对初始构形的拉杆逐级施加初应变,进行几何非线性分析;根据位移-初应变曲线和拉力-初应变曲线折点位置确定张拉整体结构自平衡构形,完成结构找形。在初应变不足0.2%的前提下,结构达到内力自平衡状态,实现结构找形,并得到自平衡内力。本文提出的环形张拉整体结构找形过程直观、可控,收敛速度快。2019北京世界园艺博览会比利时馆采用了该环形张拉整体结构,本文以此工程为例,介绍了环形张拉整体结构的找形过程,分析了自平衡构形内力和结构自重下的内力与变形。

摘要：二次效应是体外预应力加固混凝土受弯构件时产生的重要特征,通过分析体外预应力加固后的受弯构件在承载力极限状态时的弯曲变形,揭示了承载力极限状态时预应力筋有效高度随转向块间距变化而变化的规律,研究了体外预应力筋极限应力与高跨比或转向块间距的关系,分析了二次效应对计算承载力的影响,并与相关试验结果进行了对比。结合JGJ/T 279-2012《建筑结构体外预应力加固技术规程》,给出了体外预应力加固混凝土受弯构件的设计方法和构造要求。

摘要：建立了由上层索、下层索、飞柱组成的双层平面索结构,根据节点平衡推导了各索段拉力的计算公式;基于索拉力产生的平衡荷载与索拉力水平分量及索竖向变形之间的关系,推导了平面索在竖向荷载作用下变形计算的有限元列式;通过对平面索结构边界节点施加竖向位移,将上下索边节点移动到建筑要求的位置;当飞柱高度不同时,可通过飞柱的伸长或缩短达到设计要求的飞柱高度,最终实现车辐式张拉结构找形。本文还给出了找形后结构分析和索张拉控制所需的初应变计算公式以及考虑边界梁和柱子在索力下产生弹性变形的处理方法。通过对车辐式张拉结构工程实例进行找形计算,介绍了有限元法的计算过程;对找形后车辐式张拉结构进行了受力分析,将找形时结构荷载施加在找形后的结构上,结构最大竖向位移仅为0.72mm,验证了该找形方法的正确性。

摘要：根据平衡荷载与索网变形及索拉力之间的关系给出了索网结构平衡的微分方程,得到了矩形平面预应力索网在均布荷载、均布拉力下不考虑几何非线性的变形曲面的一种级数解;通过对变形后索拉力的改变得到了近似考虑索网结构大变形几何非线性影响的级数迭代法,给出了修正的级数迭代法使计算收敛更加迅速;该方法应用在中关村文化商厦30m×70m平面索网的设计计算中,与非线性有限元计算结果比较验证了级数迭代法计算索网变形和索拉力大小的准确性,计算精度完全可以满足工程设计的需要。