摘要：在常规的空间结构设计中,通常把上部结构和基础分开独立计算,这种做法会导致空间结构边界条件假设与基础实际设计方案提供的支承刚度不符.另外,设计人员普遍采用包络设计方法以简化复杂荷载工况下的结构设计问题,对于短柱的基础而言,这种简化往往放大了对基础的承载力要求.在现有的设计水平下,基础优化的潜力未能得到充分发挥.本文提出一种基于空间结构与基础协同分析的优化方法,该方法通过将空间结构与基础的优化分析纳入每一次迭代计算中,减少不正确的边界条件假设给结构受力分析带来的误差;同时基础设计以上部结构各组合工况支座反力计算结果为依据,以避免因采用最不利荷载效应组合而带来不合理的承载力冗余.以三心圆张弦桁架为例的优化结果表明,该优化方法能显著降低基础材料用量,取得较为理想的经济效益.

摘要：膜结构的真实应力状态对于荷载分析至关重要,然而荷载分析通常在与设计应力相对应的找形形态上进行,这样可能导致无法发现潜在的结构隐患。提出了一种考虑焊缝影响的膜结构优化裁剪及组装分析的方法。该方法通过将二维单元的节点坐标作为关键点,基于初始裁剪膜片迭代进行几何非线性有限元分析得到优化裁剪膜片,并通过膜片组装和平衡分析得到真实应力状态使最终形状最接近设计形状。在裁剪和组装平衡分析中将焊缝模拟为索单元来考虑焊缝长度方向的影响,通过修正膜单元的纬向模量来考虑焊缝宽度方向的影响。通过三个经典算例(中国帽模型、充气球模型、鞍型模型),分别进行了裁剪过程中是否考虑焊缝影响的对比分析,考虑焊缝得到的组装形态与设计形状的偏差分别降低了31.7%、96.4%、46.2%,证明了该方法可以保证实际组装形态的形状更接近设计形状。

摘要：经过几十年的研究与发展,国产空间结构设计软件已在我国得到大范围推广应用,但在参数化建模、非线性分析和动力分析等难点领域,国外结构分析与设计软件仍占优势地位.本文研究了一种开源(开放源代码)的空间结构设计软件框架,允许用户对程序自由扩展并以该软件为基础共同发展空间结构分析与设计软件的关键功能,最终为进一步开发国产大型通用结构设计软件提供创新思路以及方法基础.本文研究的空间结构设计软件框架基于面向对象的程序开发方法,采用“类”定义空间结构设计中的事务,在程序框架上实现“低耦合”,具有可扩展性强、简单易用的特点.

摘要：针对某反应堆临时开合顶盖的支座设计,提出一种新型可拆卸节点——夹持型节点。首先仿照钳盘式制动器的结构形式和工作原理设计了夹持型节点的具体构造,通过推导传力装置所传递的挤压力和摩擦力,阐述了节点的传力机理;然后通过确定螺栓力、螺栓扭矩及夹持结构的简化分析,提出了节点的简化设计方法;最后使用通用有限元分析软件ABAQUS对夹持型节点的受力性能进行有限元分析。结果表明:夹持型节点能满足连接强度要求且对所连接构件无损伤,理论上验证了夹持型节点的实用性和设计方法的可行性。研究可为类似的支座节点设计提供参考。

摘要：为研究楼梯内人员疏散速度及流率的影响因素,开展高层建筑楼梯单向下楼疏散和单层楼梯双向疏散2项实验。在高层建筑楼梯单向下楼疏散实验中,研究有汇流和无汇流工况下人员疏散速度的差异,研究结果表明:楼层平台处汇流现象对汇流点以下邻近楼层内人员速度存在不利影响;在单层楼梯双向疏散实验中,设计3种运动模式和9种上下楼人员比例工况,研究结果表明:上楼人员速度普遍小于下楼人员;上下楼人员比例对梯段上人员运动速度不存在显著影响,但是会影响平台上人员的运动速度以及疏散终点断面的人员流率;人员速度与流率存在显著的线性正相关。研究结果可为多高层建筑人员疏散管理提供理论支撑。

摘要：针对车辐式索结构设计施工中存在的各专业信息协同不足、手动建模过程繁琐、二维图纸可视化程度较低、施工模拟仿真度较差等问题,结合某体育场屋盖工程,提出基于建筑信息模型(BIM)的张拉过程仿真技术.该技术的核心是设计施工的数据交互,通过结构分析数据提取、构件的参数化建模、二次开发程序接口编制、三维模型程序化建模、各个施工阶段分析等过程,解决了构件参数化设计、张拉过程模拟等问题.利用该技术可以完成节点深化设计,将建筑信息和结构信息整合到同一三维模型中.

摘要：目前国内外多部钢结构设计标准将直接分析法推荐为钢结构分析设计首选方法,然而对应用于圆钢管空间桁架结构这一结构形式的直接分析法中,构件初始缺陷的施加方向、施加初始缺陷后构件的模拟方法、截面纤维划分方法的实施细则并未详细说明,还存在亟需解决的问题。故采用基于位移的梁柱单元,综合考虑几何非线性、材料非线性、圆钢管空间桁架结构整体初始缺陷、圆钢管构件初始缺陷等对结构稳定和承载力有重要影响的因素,对结构进行非线性分析及满应力优化设计,提出了圆钢管空间桁架结构直接分析设计流程。以某实际工程中三心圆桁架结构的一榀主桁架为例,对比了不同的构件等分数、初始几何缺陷的施加方向和不同的圆钢管截面纤维划分数情况下的结构z向最大变形,构件的应力、轴力和弯矩结果,研究了这三个因素对圆钢管空间桁架结构直接分析结果的影响规律。通过与传统一阶弹性分析方法计算结果对比,以验证提出的圆钢管空间桁架结构直接分析设计方法在工程实际中的适用性。结果表明:在1.3D+1.5L和0.9D+1.5W组合工况下,随着引入初始缺陷后构件等分数的增加,计算的桁架变形及构件的应力均逐渐增大;随着构件初始几何缺陷施加方向绕构件二轴方向旋转角度的增加,直接分析计算得出的结构z向最大变形、构件的应力和二轴弯矩均呈现递减趋势,其中构件二轴弯矩受影响较大,其变化率超过80%;由于圆钢管壁厚相对周长而言小很多,径向等分数从2增加到4时,结构计算结果变化十分有限,变形和应力的变化率均小于0.1%;在0.9D+1.5W组合工况下,环向等分数为32时的结构z向最大变形与环向等分数为4时相差达15.9%,说明截面环向划分数对结构刚度有着不可忽略的影响;对于圆钢管空间桁架结构中构件长细比较小的构件,直接分析设计方法与传统一阶弹性分析方法两者计算得出的应力较为接近,两种工况下应力结果差异小于3%,而对于细长构件,两种计算方法的计算结果差距较明显,差异可达25.5%。

摘要：大连国际影视艺术中心主体结构工程为骨架式膜结构,膜材直接覆盖在钢网壳上。结构分为两大部分,其主体部分为一个局部带肋的单层椭球壳,采用双层膜保温。对两种计算模型在几种荷载分布条件下的结构内力进行了计算分析。对结构的施工安装要注意的事项和双层膜的保温效果进行了探讨,分析结果表明,骨架式膜结构的整体性好,设计中可以不考虑膜的刚度。双层膜可以在我国北方寒冷地区采用。

摘要：BIM（建筑信息模型）技术的发展使建筑领域产生了变革,但BIM技术在钢筋混凝土球壳工程的结构设计中应用较少.基于江苏徐州大屯某项目工程设计方案实例,以储煤仓气膜混凝土薄壳结构为研究对象,简述现有配筋方案存在的缺陷,提出在配筋时考虑钢筋排布的设计方法,开发了配筋优化程序,并在BIM建模软件Revit中建立了钢筋模型族库,建立钢筋网的优化模型.通过与现有配筋方案的比较,使用带有优化算法的模型进行配筋设计可以节约大量钢材,提高设计人员的工作效率,简化模型信息交互方式.

摘要：通过内部喷射混凝土的方法,气承式充气膜结构可以被用作建造混凝土薄壳结构的模板。气膜模板施工变形后的形状决定了混凝土薄壳结构的最终形态,而较小的模板刚度将导致混凝土凝固成形后薄壳结构的形态与设计值偏差较大。实际施工情况表明,气膜模板中用作结合层使用的聚氨酯层可以为其提供一定的刚度,然而,与聚氨酯层力学性能相关的研究却很少。本文对气膜模板喷涂聚氨酯前后的模型分别进行了泄压、竖向加载和水平加载的试验研究,对比结果表明聚氨酯层可以显著增强气膜模板试验模型的刚度。采用分层壳单元进行的非线性有限元数值模拟的结果与试验现象较为吻合。在气膜钢筋混凝土结构的设计和施工中应当考虑聚氨酯层对气膜模板刚度的强化作用,尤其在提升结构形态控制方面。