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课题在基金委资助下开展了胶合木穹顶半刚性节点在不同轴压力工况下的受弯承载性能试验,系统研究了蠕变对弦支胶合木穹顶结构受力性能的影响。节点受弯试验表明,节点域破坏模式可分为胶合木构件压区破坏、拉区破坏和界限破坏;节点域胶合木构件拉区破坏的节点受弯承载力随木构件轴压力的增大而增加;节点的初始抗弯刚度随着胶合木构件轴压力的增加而增大;发生节点域胶合木构件压区破坏的节点,其刚度较木构件拉区破坏的节点有较大提高;适度的木构件轴压力有利于提高节点连接的延性。建立了Kelvin链蠕变本构模型和相应的数值计算方法,开发了基于Abaqus的蠕变子程序。对比分析了胶合木和钢索的蠕变对弦支胶合木穹顶结构长期性能的影响和对结构施工过程中结构受力性能的影响。分析表明,与单层网壳结构相比,弦支穹顶结构可推迟结构发生蠕变屈曲的临界时间。结构的变形随蠕变的发展变化较为明显,结构的最大节点竖向位移在第50年可达到初始位移的3.8~4.6倍。网壳肋杆内力有一定程度的减小,环杆内力有一定程度的增大,环所索和斜索的内力降低,支座反力几乎不变。弦支胶合木穹顶结构的施工张拉过程模拟分析表明,由外圈到内圈张拉环索并考虑环索由外到内依次降低超张拉幅值施工方案较为合理。 2100433B
在胶合木穹顶结构下适当增加撑杆和拉索,形成弦支穹顶结构体系,这样既增加了结构的刚度,又可跨越更大的空间,还可节省木材用量。由于木材的蠕变特性,在弦支胶合木穹顶结构的施工阶段,预应力施加程序受到蠕变的影响,因蠕变引起的预应力损失大于相应的弦支钢穹顶结构;在弦支胶合木穹顶结构的服役阶段,蠕变导致结构的形状发生改变,而大跨度穹顶结构的工作性能对形状的改变是非常敏感的,蠕变对大跨度结构的影响较其他结构更加显著。对于弦支胶合木穹顶结构而言,蠕变对张拉过程中预应力的损失影响和蠕变对结构长期性能的影响就显得尤其关键。本项目重点针对木材的蠕变特点,立足蠕变对结构性能的影响,拟通过对胶合木的蠕变和典型节点的蠕变进行试验研究,建立相应的蠕变本构模型和蠕变数值计算方法,运用数值模拟方法对弦支胶合木穹顶结构性能进行深入系统的研究。
胶合木,简称Glulam,日本称为集成材,是常用的木结构建筑用材,可制作成大跨度弯曲梁,广泛用于体育馆、大型公共会所的制造。胶合木(集成材)与成材相比,强度大,许用弯曲应力可提高50%,而且结构均匀,...
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结构 碳纤维是由片状石墨微晶沿纤维轴向方向堆砌而成的所谓“乱层”结构,通常也把碳纤维的结构看成...
预应力大小对张弦结构性能的影响分析
在预应力结构之中预应力的大小对于结构的受力性能有着举足轻重的作用,在结构中预应力的大小又是结构受力分析和整体稳定性的主要因素.因而对预应力大小的取值将是一项十分复杂的理论运算问题和技术优化的过程.对其预应力取值过程的分析就具有极为现实的理论意义和使用价值。
层板胶合木拱的蠕变屈曲
目的研究蠕变对层板胶合木拱的稳定承载力的影响规律.方法通过建立层板胶合木的蠕变本构模型,推导应力-应变的迭代计算公式,结合ABAQUS有限元软件,编制描述胶合木蠕变行为的用户材料子程序UMAT,提出判断拱发生蠕变屈曲的双重条件,用有限元法分析不同跨度、矢跨比和截面规格的层板胶合木拱的蠕变屈曲特性.结果得到了层板胶合木拱的荷载水平与蠕变屈曲临界时间呈指数衰减的关系.当荷载水平为40%时,蠕变屈曲临界时间接近15 N;当荷载水平为35%时,蠕变屈曲临界时间增大到接近60 N;蠕变屈曲承载力-临界时间曲线在35%的荷载水平处出现一条水平渐进线,荷载水平在35%以下,木拱不会发生蠕变屈曲.结论层板胶合木拱蠕变屈曲临界时间只与荷载水平相关,不受跨度、矢跨比和截面规格的影响.胶合木拱的长期稳定荷载为瞬时稳定荷载的35%.
弦支结构是用刚性结构层取代张拉整体上弦网格而得到的新型杂交结构体系。以圆形平面的弦支穹顶结构为主,对包括适用于矩瑚等各种平面的弦支结构体系进行找形分析、预应力优化、极限承载力计算、抗震性能分析及静动力稳定的理论分析,在节点试验、模型试验及中试工程研究基础上,提出设计理论、节点构造和施工方法,为应用高效结构体系奠定基础。 2100433B
批准号 |
50008010 |
项目名称 |
基于张拉整体概念的弦支结构体系研究 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
E0804 |
项目负责人 |
陈志华 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
天津大学 |
研究期限 |
2001-01-01 至 2003-12-31 |
支持经费 |
18(万元) |
焊接应力对结构性能的影响内容:
1、对结构静力强度的影响没有影响。
2、对结构刚度的影响会降低结构的刚度。
3、对低温工作的影响会增加钢材在低温下的脆断倾向。
4、对疲劳强度的影响有明显的不利影响。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。