国家自然科学基金(51208355)
- 作品数：24 被引量：145H指数：8
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- 相关机构：天津大学中国铁路设计集团有限公司教育部更多>>
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- 滨海文化中心图书馆大跨连体结构温度效应研究被引量：4
- 2016年
- 温度作用对大跨度空间结构影响显著,常为其控制因素。天津滨海文化中心图书馆为超大跨连体结构,主体为框架-支撑结构。采用MIDAS/Gen有限元软件对该大跨连体结构进行温度响应分析,包括结构应力分析、结构变形分析、支座反力分析以及楼板应力分析等,并且由温度单独作用递进至温度参与荷载组合进行整体结构分析。分析结果表明:温度对该大跨连体结构各项指标影响较大,在结构设计时需要考虑温度作用,在施工中需采取相应的措施对温度效应予以控制。
- 姜玉挺陈志华刘红波韩宁
- 关键词：温度作用MIDAS/GEN
- 考虑下部支承结构协同变形的椭圆形弦支穹顶结构温度效应研究被引量：5
- 2015年
- 空间结构周边约束刚度是影响结构温度变形和温度应力的主要因素之一。周边约束刚度与支座刚度、下部支承结构侧向刚度有关,而目前大部分研究中忽略了下部混凝土支承结构侧向刚度的影响,使得分析结果不能准确反映结构的实际状态。以天津宝坻体育馆椭球形弦支穹顶结构为背景,建立包含下部混凝土支承结构的整体模型,研究了下部支承结构侧向刚度对结构温度效应的影响,发现合理考虑下部支承结构的侧向刚度可有效降低结构的温度应力、温度变形和支座反力。
- 刘红波陈志华王哲周翠竹张智升
- 关键词：弦支穹顶温度效应
- 钢结构常用涂料太阳辐射吸收系数试验研究被引量：26
- 2014年
- 大跨度钢结构受太阳辐射作用,温度场具有非均匀性和时变性,结构的温度效应异常复杂。工程中低估温度效应会影响结构安全从而导致焊缝开裂、结构坍塌等工程事故。钢结构常用涂料的太阳辐射吸收系数是进行太阳辐射作用下钢结构温度效应分析的关键因素。在总结文献的基础上,提出了基于光谱法的采用分光光度计测定涂料太阳辐射吸收系数的方法。通过测定及分析17组样品的太阳辐射吸收系数,确认面漆的颜色是影响太阳辐射吸收系数的主要参数。基于试验测定的太阳辐射吸收系数,通过对山东茌平体育馆屋盖的简化算例分析,分别研究了6种常用面漆涂装的大跨度空间结构的温度场及其温度响应。结果表明,钢构件表面所采用的面漆颜色对太阳辐射下的结构温度场和温度效应具有较大的影响。
- 陈志华陈滨滨刘红波
- 关键词：大跨度钢结构太阳辐射温度效应涂料
- 于家堡交通枢纽站房网壳施工仿真分析与监测被引量：17
- 2015年
- 采用ANSYS有限元分析软件对于家堡交通枢纽站房"贝壳"形空间网壳结构的施工过程进行数值模拟,按照实际施工步骤,利用单元生死技术分析了结构关键杆件的应力变化过程,对提升工序进行了详细分析;为确保施工过程的安全,针对该结构中同时受到较大的轴力、剪力、弯矩及扭矩作用的的箱形截面构件,制定了专门的监测方案,将数值模拟位移结果与实际监测数据进行对比;利用非线性弹簧单元模拟了该工程支座的受力特性,基于该工程双支座的受力特征,重点研究了施工过程中支座位移的变化趋势。研究表明:由于施工顺序及温度的影响,各支座产生不同程度的位移,应采取措施加以固定;提升施工中提升点附近应力较大,卸载后残余应力较小;模拟结果与实际监测结果吻合较好,证明该施工模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足施工要求。
- 赵中伟陈志华王小盾刘红波闫翔宇曹景全李根喜
- 关键词：支座位移
- “扬帆泰达”雕塑钢结构多尺度有限元分析被引量：1
- 2016年
- 基于多尺度建模技术,在有限元分析软件中实现了局部细化模型和整体宏观模型的连接,将整体结构中受力复杂的关键节点用高阶单元建立,其余部分结构采用经典梁单元模型;利用ANSYS有限元软件中的多点约束方程连接梁单元与壳单元,对比研究了传统梁单元模型与多尺度有限元模型在自重与风荷载作用下的计算结果,表明梁单元可近似模拟整体结构的力学性能,但不能精确模拟整体结构中受力复杂区域的受力状态,对整体结构的关键构件应基于多尺度建模技术采用高阶单元建立模型;此外,还分别对梁单元模型及多尺度模型进行了模态分析,得到了高阶单元的引入对整体结构刚度的影响特征。研究表明:多尺度建模方法能够有效地应用于复杂结构的整体分析中,可在计算精度和计算代价中寻求较好的平衡点。
- 赵中伟陈志华闫翔宇刘红波
- 关键词：风荷载塔结构自振特性
- 钢结构基本温度及风温荷载组合系数研究被引量：3
- 2017年
- 现行《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)(简称荷载规范)的基本气温主要针对热传导性能较差的混凝土,根据月平均极值温度确定,但是对于热传导较好的钢结构,基本温度应根据年极值温度统计确定。以全国631个气象台1951年以来的年极值气温为样本,假定服从极值I型分布,统计确定了各地区的基本温度。与荷载规范进行了对比,建议对于钢结构进行荷载取值时将现行荷载规范相应地区基本气温提高到1.36倍使用。荷载规范中的风温组合系数是基于经验确定的,未考虑荷载间的相互影响。根据全国主要地区风速和温度的历史数据,分析不同跨度、矢高和刚度的单层网壳结构的风温组合系数。结果表明风、温度的组合系数均需一定程度的提高,以保证结构服役期安全,给荷载规范的修订提供参考。
- 郭妍刘红波王小盾陈志华
- 关键词：钢结构
- 地基及支承结构协同变形对椭圆形单层网壳结构温度效应的影响被引量：2
- 2016年
- 温度作用效应对大跨结构性能的影响已经倍受关注,然而目前的研究主要集中在单独的钢结构上,忽略了下部支承结构及地基的温度作用对上部钢结构温度效应的影响。以一单层网壳为例,建立包含下部混凝土结构及地基整体模型,研究下部支承结构及地基的整体协同变形作用对单层网壳性能的影响规律。通过不同工况对比发现,合理地考虑下部支承结构的协同变形可以有效减小上部单层网壳的位移50%以上、应力60%以上以及支座水平反力80%以上;考虑地基的协同变形作用后可进一步减小杆件的最大应力17%,支座最大径向反力减小了66%,环向最大反力减少了63%,竖向最大反力减小了72%;考虑地基的非均匀温度与均匀温度相比,只能较小幅度地减小上部单层网壳节点的最大Z向位移和合位移,对单层网壳其他力学性能几乎没有影响。
- 张智升刘红波陈志华王小盾
- 关键词：温度效应单层网壳地基
- 天津于家堡综合交通枢纽贝壳形超大跨度单层网壳结构设计关键技术被引量：14
- 2014年
- 天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用单层网壳结构,其建筑外观为贝壳形,目前是国内跨度最大的单层网壳结构。焊接箱形杆件呈空间双螺旋交织布置,为非规则空间曲面造型。结合于家堡单层网壳结构,详细分析了其在跨度、建筑造型、网格形式、节点形式、杆件截面和内力、支座约束、施工方法等方面在工程上实现的诸多突破和创新,形成了独有的工程特点,诸如网格形状大小无一相同、一个节点一种构造、杆件同时承受轴力、双向弯矩、双向剪力以及扭矩的复杂内力、支座水平推力较大等。同时分析了这些突破和创新给网壳结构设计、施工等方面带来的一系列关键技术问题,并且针对这些关键技术问题提出了十字隔板焊接节点、双支座模型等解决措施,为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供参考。
- 陈志华徐皓王小盾刘红波宋长江高修建
- 关键词：单层网壳
- 空间桁架拱支单层椭球面网壳结构设计与分析被引量：9
- 2014年
- 天津米立方建筑造型为椭球面,根据建筑造型提出型钢拱、双层网壳、拱支单层网壳三种结构体系方案并进行了初步的对比分析,综合考虑各方面因素后最终选用拱支单层网壳结构体系。建立结构ANSYS有限元模型,对结构在各种荷载组合下进行了静力分析、自振特性分析以及振型分解反应谱分析,得到了结构的受力、变形、振型以及抗震性能的特性。对不考虑檩条作用以及考虑檩条作用的结构分别进行了双重非线性稳定分析,结果表明,不考虑檩条时双重非线性稳定分析的稳定系数大于2,结构中檩条使得结构的整体稳定性提高了1/3。
- 陈志华陈滨滨闫翔宇刘红波于敬海
- 关键词：椭球面自振特性谱分析
- 考虑施工影响的大跨度钢结构温度效应及敏感性研究被引量：7
- 2018年
- 大跨空间结构体型新颖,结构受力复杂,该类结构建造过程时间长,施工过程中的温度效应将会对使用阶段的力学响应产生较大影响。首先利用有限元软件得到了整体结构太阳辐射下的不均匀温度场;在此基础上研究了构件安装温度对节点位移及构件内力计算结果的影响规律;根据结构特征,将整体结构分为不同的区域,利用概率设计分析方法研究了整体结构最大应力对各部分温度变化的敏感性大小;最后,研究了施工过程对结构温度响应的影响,提出了在有限元软件中精确考虑构件安装温度的方法,得到了杆件内力随环境温度变化规律会受到施工过程影响的结论。
- 仝晓莉陈志华赵中伟刘红波
- 关键词：太阳辐射单层网壳
