摘要：为了解新型Kiewitt型索穹顶结构的受力性能,采用节点平衡理论和平衡矩阵理论对该结构的自应力模态进行了详细分析,并对这类具有多个整体自应力模态的索穹顶结构采用非线性规划、以初应变能最小为优化目标进行了预应力优化.研究表明,考虑结构对称性后体系超静定次数等于基于平衡矩阵理论运用奇异值分解法求得的整体自应力模态数,且其整体模态数随环索数的增加而呈规律性增加,预应力优化后的合理初始预应力分布在一定的荷载工况作用下由于部分索临近松弛而达到极限状态.

摘要：根据索穹顶结构由拉索和压杆组成的几何拓扑关系,提出一种新的施工成形方案——由外及里逐圈按阶段分批调节压杆长度到原长的成形方案;并采用抛物线单元建立已知原长的构件变形后节点坐标与构件内力之间的关系,在此基础上提出了一种基于动力松弛法、控制构件原长求解各阶段平衡态时杆件内力和节点坐标的理论分析方法;最后通过设计加工一直径为5 m的索穹顶模型试验对该施工成形方案的可行性及理论分析方法的正确性进行了模拟和验证。试验结果与理论计算值基本符合,表明基于动力松弛法、控制构件原长的找形分析方法是正确有效的、由外及里逐圈分批调节压杆长度到原长的施工成形方案是可行的。

摘要：根据活性粉末混凝土(RPC)材料特性及构件受压稳定理论,以截面最薄处抗剪强度为控制指标设计了中空受压构件截面。据此制作了4个中空截面受压构件,对其轴压承载力进行了理论计算并进行了轴压破坏试验。采用数字影像相关技术(DIC)获得了构件全场应变云图进而得到构件荷载-变形关系曲线。基于Weibull构建了RPC的本构模型,并在ABAQUS中构建与之对应的混凝土损伤塑性本构模型。采用RPC损伤塑性本构模型对所设计中空截面构件进行了数值模拟,分析结果与理论计算及试验结果符合较好,构件破坏时RPC强度能够得到充分发挥,由此验证了构件截面设计的合理性。研究工作为RPC在框架结构中应用提供参考。

摘要：张拉整体结构是由不连续的受压构件和连续的受拉绳索组成的特殊结构体系.由于其轻质,非连续,容易形成大跨度等特征,张拉整体结构从上世纪60年代提出后就成为国际研究热点.本文主要叙述了张拉整体结构过去50年来的发展历程.传统张拉整体结构通常是索杆结构,早期的研究集中在张拉整体结构理论与力学分析上.由于经典张拉整体结构的自由度大,结构具有随机性,不易于控制,从上世纪80年代末开始,人们不再拘泥于经典张拉整体结构整体的构造,转而探索新的控制性与运用性强的包含张拉整体结构原理的模型,特别是大跨度的模型,同时对预应力的研究也有了很大发展.进入21世纪以后,除了对索杆张拉整体结构的研究,含有空间三维受压构件的张拉整体模型成为新的研究方向,计算机模拟对张拉整体模型的布局控制和构件的找形也有了进一步的发展.

摘要：为研究Kiewitt型多整体自应力模态新型体系,在理论分析的基础上,设计加工了直径为5.0 m的Kiewitt型索穹顶结构模型,提出了支承平台、可调索杆、连接节点等的加工制作新方案,考察了当张拉各构件到设计长度时体系的初始预应力分布,以及模型在满跨、半跨和1/8跨等多种荷载工况下的静力响应.结果表明,当所有构件都张拉到设计长度时,Kiewitt型索穹顶结构的初始预应力分布达到理论计算值,在多种荷载工况下的静力响应和理论分析结果基本吻合,验证了理论分析的正确性和模型设计的有效性.

摘要：在参数化背景下,一些空间结构领域体现出了由重复性模块填充空间而成的特点,很好地协调了建筑上随机无序的表现效果和结构上高度重复性之间的矛盾,符合现代工业化和装配式的要求.设计了一种构成简单、抗弯性能好的八面体重复性模块填充结构.首先在结构的上下部分覆盖型材,增强结构上部受压下部受拉的作用,在中间选取抗剪性能较好的八面体模块进行填充完成构造.其次基于应变能最小准则,对八面体模块刚度矩阵进行提升,在此基础上完成了整个空间填充结构的优化设计.最后对优化前后的结构进行比较,在减重8.87%的条件下,八面体空间填充结构静态柔度减少了9.16%,等效抗弯刚度提升了4.10%,实现了多面体填充空间结构的设计和优化目标.

摘要：针对索杆预张力结构施工中存在的杆件长度误差,基于随机理论建立符合正态分布的随机误差模型,推导了结构预张力偏差与索长偏差的基本关系,并根据数理统计方法得到随机预张力偏差的统计特性,得到各杆件长度误差敏感性评价方法。通过设计跨度为5 m的空腹索桁架结构模型,并在其上调整索杆长度来模拟施工过程中产生的长度误差。分析了引入误差后体系预张力变化及结合ANSYS软件数值分析来考察验证各杆件的误差敏感性。结果表明:预张力结构不同杆件具有不同长度误差敏感性。空腹索桁架结构中环索误差敏感性最明显,脊索、斜索次之,桅杆最弱;试验结果与理论分析基本一致,表明理论分析和模型设计加工的有效性和正确性。

摘要：为进一步探索具有多组整体自应力模态的Kiewitt型索穹顶结构的施工成形技术,根据动力松弛法的思路,提出一种松弛索杆体系平衡形态的找形方法,进而设计加工了一个直径为5m的Kiewitt型索穹顶结构模型,模拟跟踪逐步张拉结构外圈斜索到原长的施工成形全过程。试验结果和理论分析基本吻合,表明理论分析方法的正确性及施工成形方案的可行性,同时验证了模型的设计加工是合理有效的。

摘要：针对土木工程专业本科钢结构实践教学中存在的问题,提出了全过程控制教学方法在其中的应用和实践思路。钢结构试验教学中以学生为主体、实验室开放为平台,通过将试验分解成若干小试验并指导考核每一试验环节以真正实现综合设计型试验之目的;钢结构课程设计中以课程设计内容为主线、以课堂教学为平台,将课程设计内容分解成若干专题融入到课堂教学中去,通过严格控制课堂教学的每一环节,及时纠正学生每一阶段存在的问题和错误,学生及时完成每一阶段的课程设计内容,从而实现课程设计全过程的严格控制。实践表明,全过程控制教学方法能有效提高钢结构实践教学质量,该思路同时能借鉴到其他专业课程的教学管理中去。

摘要：随着计算机技术的发展,基于有限元优化的拓扑优化算法在工程设计领域得到广泛应用,以提高结构性能和节约材料.在空间结构领域,目前还并未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计.董石麟教授等提出的六杆四面体网壳是一种由相似的四面体模块组成的空间结构,具有重复性和装配性等特点.本文以六杆四面体网壳为分析对象,进行了结构频率最大化的优化设计.根据挑选出的质量参与系数总和超过90%的7阶模态,建立优化函数最大化这7阶模态的频率,以此提高整个结构的动力学性能.优化结果表明,在结构整体减重18.31%的前提下,各阶频率增加了20%到30%,起到了良好的效果.