塑料大棚结构风振响应规律研究

为研究塑料大棚结构的风振响应规律,提出了塑料大棚结构风振响应分析的被研究块体方法,推导了塑料大棚骨架结构单元段的段间内力计算公式,设计了被研究块体构成方式,构建骨架结构中被研究块体的力学模型,给出了被研究块体方法实现过程;采用等截面圆柱杆的波动传播算例,验证了方法的有效性。在同时考虑平均风和脉动风作用、仅考虑脉动风作用、仅考虑平均风作用的3种工况下,针对不同跨度塑料大棚骨架结构的风振响应进行时程分析,得到骨架结构的节点位移和截面应力空间最大值的出现位置。结果表明:节点位移和截面应力均为脉动风荷载作用的计算结果明显大于平均风荷载作用的计算结果。因此,塑料大棚结构的风振响应分析需要考虑脉动风荷载的作用。     

大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数.     

河西走廊典型日光温室骨架安全性分析及截面优化

【目的】基于甘肃酒泉市戈壁农业生产区域的风雪荷载及温室生产实际，分析4种典型结构戈壁日光温室的椭圆管屋面骨架结构安全性，并利用几型钢材料对温室骨架结构安全性进行优化。【方法】以当地典型结构日光温室A10（脊高4.9 m跨度10 m）、A12（脊高4.9 m跨度12 m）、B10（脊高5.6 m跨度10 m）、B12（脊高5.6 m跨度12 m）为研究对象，利用结构模拟仿真软件ANSYS对不同天气的荷载作用下日光温室屋面骨架的受力情况进行了模拟计算，定量分析椭圆管屋面骨架的安全性，并根据风雪荷载作用下屋面承载力薄弱部位受力开展拱杆截面优化设计。【结果】以椭圆管（30 mm×80 mm×2.5 mm）为骨架材料的A10、A12、B10型温室结构均符合设计规范，结构安全；B12型日光温室结构在极端雪天、迎风天工况下最大应力值超出设计规范，存在安全隐患。以几型钢（30×80×2 mm）为骨架材料的四种日光温室在极端天气工况下均可满足挠度和设计强度要求，几型钢骨架较椭圆管钢骨架平均可减少用钢量13.7%。【结论】几型钢管件的强度优于椭圆管管件，其挠度和最大应力均较优；在保证温室结构安全的条件下，...     

日光温室骨架的应力测试分析

在理论计算的基础上，对最不利荷载作用下的日光温室骨架进行应力测试分析，以检验理论计算结果。通过对辽沈Ⅰ型日光温室钢平面桁架测试数据的分析。确定日光温室骨架的基本受力，得到了复杂结构钢骨架的实际应力值。这一结果为日光温室骨架的合理设计提供了有力的根据。同时，还介绍了利用非电量电测技术测试日光温室骨架内力的方法。     

钢骨架秸秆混凝土装配式结构墙体拟静力试验研究

采用拟静力试验方法,探究轻钢骨架秸秆混凝土装配式墙体的抗震性能。通过对裂缝、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化和钢材应变等试验结果分析,结果表明:该新型结构墙体在反复荷载作用下,既能发挥秸秆混凝土材料优良的延性性能,又能充分利用内部钢骨架的销键和约束作用;在1/100的侧向位移角条件下墙体竖向承载力不变,侧向承载力仅达到最大值的70%。     

梁、连续梁、刚架静力及影响线的新解法

本文从广义梁微分方程出发,推导三次样条梁函数。利用广义函数δ函数及σ函数,该函数适合在集中荷载、集中弯矩及突变截面梁等情况的积分,可以写出求解梁、连续梁的静力及影响线的统一公式。利用杆两端的初参数,写成杆的角变位移方程式,解决刚架在任意荷载作用下的静力分析。文内所介绍的方法,都属于精确法。     

水田叶轮结构分析的有限元法

本文用有限元结构分析的直接刚度法、对农机常用的平面杆系叶轮结构进行了应力分析。计算的特点是采用圆弧单元。在分析中将叶轮简化为一个在轮壳处的节点为固定端。荷载可作用在任意节点的平面刚架的力学模型。用TRS—80二级BASIC语言编写程序。此程序亦可以计算由圆弧与直杆组合的相类刚架。 最后,以我国2Z系列机动水稻插秧机的水田叶轮为实例,计算了它在理想的工况下的应力与变形。此题用美国扩充至48KB RAM的TRS—80Model Ⅰ微型电子计算机计算,约需机时20分钟。     

长输管道跨越结构的力学检测与安全评估

总结了长输管道跨越结构的力学检测内容和方法,包括外观检查、索力测试及动力检测.以忠武输气管道马水河悬索跨越为研究对象,进行了脉动试验和风载动力试验.验算和分析了构件在风荷载、裹冰荷载作用下的位移和内力,计算了构件在多种荷载共同作用下的应力.综合评价了该跨越结构的技术状况和安全性.     

大型抽水蓄能电站地下厂房结构振动反应分析

为了解一大型抽水蓄能电站地下厂房结构设计的合理性,通过建立地下厂房三维有限元模型对其厂房整体结构进行自振频率分析和共振复核。采用谐响应分析方法和时程分析方法,分别计算了厂房结构在机组振动荷载作用下、水轮机脉动压力作用下的振动反应,并依据相关规程提出振动控制标准。研究结果表明:厂房结构自振频率为23.736Hz,与尾水管低频涡带、额定转速频率、飞逸转速频率、叶片数频率、导叶后压力脉动频率保持有足够的错开度,基本不存在共振的危险性。振动荷载作用下,厂房机墩结构振幅相对较大,最大振幅发生在左侧定子基础板处,为0.064mm;最大径向动位移为0.011mm,位于上机架基础截面左侧上游基础板内侧;最大切向动位移为0.020mm,位于定子基础截面左侧上游基础板内侧,均满足设计规范控制要求;各部位径向与扭转动位移之和均小于规范规定的标准组合最大振幅值。厂房各部位最大均方根速度和均方根加速度分别为2.369mm·s~(-1)和0.124m·s~(-2),均出现在左侧定子基础板处的竖向,且均小于允许值。厂房结构最大动拉应力出现在左侧上游侧定子基础板处竖向,最大值为1.09MPa,满足钢筋混凝土结构的动强度控制标准。在脉动水压力作用下,厂房各典型部位混凝土结构各方向的振动位移、速度和加速度均较小,满足相关规范要求;部分主要构件的均方根加速度稍微超出建筑结构安全控制标准(1.0m·s~(-2)),但不会引起结构的损坏(10m·s~(-2))。     

考虑双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基的抗剪能力和梁的剪切变形影响，建立了双参数地基Timoshenko梁的平衡方程，导出了初参数解和传递矩阵法，利用初参数解建立了有限元列式.当地基的抗剪劲度为0时，双参数地基可退化成Winkler地基，当梁的抗剪劲度无穷大时，Timoshenko梁可退化成Euler梁.利用本文有限元法分析了双参数地基倒T形Timoshenko梁在两端集中荷载作用、双参数地基变截面阶梯形Timoshenko梁在集中力、集中力偶和均布荷载作用下的受力问题.算例结果表明，本文计算结果与其他方法结果完全一致，证明所推导的初参数解、传递矩阵法和有限元刚度的正确性.     

基于几何非线性圆拱动力模型的拱形温室自振周期分析

针对拱形温室结构动力分析中的杆件弯曲振动问题，采用直接刚度法，对拱形温室自振特性进行研究。在分析拱的弯曲变形、剪切变形、轴向压缩变形、二阶效应以及基于分布质量的平动惯性力和转动惯性力的基础上，建立了圆拱的位移控制方程，求解得到了非线性平转动Timoshenko圆拱动力模型。由定解条件，得到了特征方程，通过求解特征方程，给出了拱形温室自振周期的计算方法。利用本研究模型及其退化模型，计算了拱棚和典型拱形温室结构在不同模型下的自振周期，分析了不同模型的计算结果，分析表明，本研究建立的几何非线性可压缩平转动Euler梁模型可用于拱形温室结构自振周期计算。     

波流作用下平面网衣水动力特性数值模拟

针对固定在钢框架上的平面网衣水动力特性进行研究,基于SACS,采用有限元Member单元建立网衣水动力荷载计算模型,利用参考文献中分别使用有限元Truss单元和Beam单元所建立模型的计算结果对该模型进行了验证。通过对比得出,在SACS中所建立的平面网衣数值模型可以较为准确地计算网衣在波流下的水动力,初步证明了在SACS中建立大型钢结构养殖网箱+固定式海上风力机融合结构模型的可行性。进一步,采用该数值计算模型对不同波流工况下网衣结构的水动力荷载进行了计算,分析了不同流速、波高和波周期下网衣受力的分布规律。由计算结果可知,随着海流流速、波高的减小和波周期的增大,网衣受到的水动力荷载呈现出逐渐减小的变化趋势,其中波周期的影响尤为显著,比如由于该参数影响使得指定位置节点水动力荷载差距可达80%;另外,波流作用下网衣结构受到的水动力荷载,最大受力位于网衣顶端两侧位置,波高对网衣上部受力影响更大。这些结果可为融合结构中网箱部分的设计提供参考。     

8GX-405型自走式灌溉机机架的有限元分析

为了进一步优化8GX-405型自走式灌溉机机架的结构参数,提高其结构强度和刚度,保证整机工作性能,采用ANSYS软件,对机架进行力学模拟和仿真。根据灌溉机的工作条件和要求,在力学简化的基础上,建立了有限元分析模型,给出了静止、极限转弯等不同工况下的载荷和约束边界条件,选用梁单元进行分析和计算,得到了不同工况下结构的位移、应力变化规律,结构危险点的最大应力、最大变形分别为201.15 MPa和48.785 mm。结果表明,采用矩形钢管和板材组成的焊接式机架,强度和刚度足够,能满足使用要求。研究方法和手段可以为同类结构的分析设计所借鉴。     

拱形屋面温室纵向抗风分析中的曲梁刚度矩阵模型

研究拱形温室纵向抗风分析中的屋面拱结构。考虑弯扭耦合的影响,在对其几何方程、平衡方程、物理方程分析的基础上,建立了曲梁扭转角和弯曲挠度的控制方程;求得了用基函数向量以及积分常数向量表达的曲梁扭转角和弯曲挠度的解析解;根据位移边界条件,得到了位移系数;根据曲梁内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程;经矩阵变换得到了曲梁弯扭分析的刚度矩阵模型以及等效节点力向量。本模型基于梁的刚度平衡方程,采用了精确的解析解,以矩阵形式表达了梁节点位移与节点力之间的关系,利用该模型,可对拱形温室的纵向抗风性能进行分析。     

桁架拱轻钢大棚骨架K型节点受力性能对比与分析

我国北方寒区常发生桁架拱轻钢大棚在暴风、暴雪共同作用下破坏。以桁架拱轻钢大棚骨架的薄弱部位即K型节点[1-3]为研究对象,采用ANSYS有限元分析软件对灌浆K型节点及空心K型节点进行模拟静力分析,同时进行了灌浆K型节点及空心K型节点静力加载试验,验证了有限元分析结果的正确性。分析结果表明,灌浆K型节点与空心K型节点的最大应力均出现在受压支杆与主管焊接处,且灌浆K型节点应力明显小于空心K型节点应力,灌浆改善了桁架拱轻钢大棚骨架K型节点的受力性能,为灌浆桁架拱轻钢大棚骨架的整体分析提供了依据。     

考虑桁架刚度的温室结构风载效应分析方法

基于位移法,在考虑桁架下弦实际刚度的基础上,提出温室结构排架柱折算刚度的概念及计算公式,给出了风荷载作用下温室结构内力和变形计算的精确方法和公式.通过近似方法、本文方法和有限元方法的对比分析,对影响温室风荷载效应的主要因素：温室桁架下弦杆截面刚度、温室的跨数进行了讨论,结果表明：提出的计算公式与有限元计算结果符合较好;拱架变形对排架内力有明显影响,工程中不能完全将拱架简化为无限刚度横梁;当连栋温室横梁轴向刚度与中间柱的抗侧刚度之比小于1 500 mm^-2 或跨数大于8时应考虑横梁变形的影响.     

新疆日光温室前屋面的风载数值模拟分析

【目的】 对日光温室前屋面风载大小和变化趋势进行模拟,可辅助前屋面骨架结构优化设计和前屋面实际风载计算,为提前预测和防灾功能提供科学依据。【方法】 将日光温室墙体、保温被和骨架等结构简化,使用UG 软件对日光温室进行造型,将模型与空气进行布尔求差,得到整体模型,将整体模型导入到ANSYS ICEM中,进行网格划分,得到保温被4种工作状态薄膜风压。再通过Y向的9条曲线画出不同条件下风压变化对比曲线。【结果】 在无保温被和保温被全铺时,薄膜最南侧风压最高,约1.014×10⁵Pa,往北侧风压逐渐降低,脊高位置风压最小约1.010×10⁵Pa。由于最南侧风遇到薄膜阻碍,造成风压的升高,而北侧接近日光温室顶端,风速快,而风速快的位置风压小。在保温被全卷及半卷时,也是最南侧风压较最高,约1.014×10⁵Pa,往北有风压的降低,总体屋面风压变化比较小,约1.013×10⁵Pa。只是保温被半卷时,在保温被卷放位置会有风压的突变为1.012×10⁵Pa。【结论】 无保温被、保温被全铺、保温被全卷及保温被半卷4种情况南侧风压较大且相差不大,但越往北侧,保温被全卷或半卷会造成薄膜风压的升高,尤其是顶部的突然升高。保温被全铺是最佳防风方案。南侧风压高,南侧前屋面钢骨架拱形段的性能对日光温室结构稳定性和安全性至关重要,设计和建设时需要着重计算和核验。     

单层厂房门式轻型刚架结构的有限元分析

根据某24m×12m门式刚架轻型钢厂房的结构和受力特点,建立有限元力学模型,确定竖向荷载和横向荷载及约束边界条件,利用ANSYS建立有限元模型,并进行分析求解,得到位移云图。计算结果表明,门式刚架轻型钢结构满足设计要求。     

考虑二阶弯矩效应的自由扭转圆曲梁静力分析

针对拱形温室结构在轴向风荷载作用下的受力变形及屋面荷载作用下平面外稳定问题,根据考虑曲梁的大位移特征及二阶弯矩效应,建立圆曲梁的弯矩平衡方程,结合其他平衡方程、几何方程、物理方程,获得非线性圆曲梁挠度和扭转角的控制方程,得到含系数的圆曲梁几何非线性位移、变形和内力模型,给出圆曲梁几何非线性位移及内力的计算方案。鉴于圆曲梁的受力变形与圆拱平面外失稳特征变形的相似性,在此研究的基础上,分析圆拱平面外失稳问题,给出圆拱平面外分岔失稳临界荷载的计算方法。分析结果表明:本研究得到的圆曲梁几何非线性静力分析模型,可用于拱形温室屋面结构的非线性受力分析及平面外分岔及极值点失稳计算。