摘要：为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理,参考国内某工程张弦梁结构,设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效,对该模型开展了抗连续倒塌动力试验研究。基于ANSYS/LS-DYNA程序对该类结构建立抗连续倒塌有限元模型,并通过试验和有限元联合分析明确了该类结构的备用传力路径、关键构件以及竖向位移动力放大系数的变化规律等。结果表明:改进构型张弦梁结构任一段下弦失效后,失效区域形成的空腹桁架为结构提供了备用传力路径,提高了结构抗连续倒塌性能;下撑杆作为下弦失效后的第二道防线,是剩余结构的关键构件,其失效将引发结构连续倒塌;当剩余结构受力处于弹性阶段时,竖向位移动力放大系数在1.2左右,随着结构进入塑性的程度增大,竖向位移动力放大系数逐渐增大,当荷载达到3.0倍设计工况时,动力放大系数接近2.0。

摘要：为研究3D打印混凝土圆管可连续打印高度随打印路径等参数变化的规律,开展了打印条带质量测试研究,确定了合适的混凝土材料配合比及打印速度;通过无侧限单轴抗压试验和直接剪切试验,研究了早龄期3D打印混凝土本构模型;设计了起始点沿周向逐层等角度移动时圆管的4种打印方案,完成了圆管连续打印高度的试验研究;采用生死单元法对打印过程中圆管的受力进行了有限元模拟。结果表明:建立的基于摩尔库伦屈服准则的早龄期3D打印混凝土本构模型与试验数据吻合较好;采用120°等角度移动方案的圆管可连续打印层数最多,为24层,较起始点不移动的方案提高了50%;提出的考虑每层条带结合处薄弱特性的有限元建模方法较为准确,模拟得到的圆管变形、失效模式等结果与试验结果吻合较好,可连续打印层数的模拟相对误差在10%以内。

摘要：由于传统张弦梁结构冗余度较低,下弦预拉索遭受意外作用断裂时易导致结构发生连续倒塌。通过改进传统张弦梁撑杆、下弦等杆件构型与连接形式,提出一种新型张弦梁结构。基于ANSYS/LS-DYNA程序平台,采用考虑初始状态的等效荷载瞬时卸载法,对具有不同撑杆交叉角度和交叉撑杆组数量的多个新型张弦梁结构模型进行抗连续倒塌分析。结果表明:合理设计后,任一段下弦失效时,交叉撑杆将代替失效处下弦为结构提供备用传力路径,新型张弦梁结构不会发生连续倒塌,但会导致下部撑杆内力骤增,下部撑杆设计需预留较大承载余量;撑杆交叉节点越靠近下弦,剩余结构空腹桁架作用越明显,承载能力越好;交叉撑杆组数越多,结构冗余度越高,新型张弦梁结构抗连续倒塌性能越优。

摘要：针对传统张弦梁结构冗余度低、易发生连续性倒塌的特点,引入变换荷载路径法改进撑杆构型,提出了一种交叉撑杆构型的张弦梁结构体系。以某体育馆张弦梁结构为原型,建立了新型撑杆构型的张弦梁结构基准模型。通过优化撑杆交叉角度、交叉节点位置等参数,得到了多个具有新型撑杆构型的张弦梁结构模型,并采用有限元方法对其承载力与抗连续倒塌性能进行了分析。结果表明:经合理设计,新型撑杆构型的张弦梁结构与传统张弦梁结构在刚度、承载力等方面较为接近,且新型撑杆构型的张弦梁结构承载力与撑杆交叉节点的位置有关;当中间索失效时,下撑杆能代替失效索为结构提供有效的传力路径,且交叉角度较大时新型撑杆构型的张弦梁结构抗连续倒塌性能更好;当边索失效时,交叉撑杆构型的张弦梁结构的竖向位移均较传统张弦梁结构的大幅减小,其抗连续倒塌性能更加优良。