建筑结构

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大跨与空间结构

  • 哈尔滨国际会议展览体育中心主馆屋盖钢结构设计

    范峰;支旭东;沈世钊;

    哈尔滨国际会议展览体育中心是国内在建和已建成的展览类建筑中规模较大的一个。主要介绍了其组成及结构形式,主馆大跨钢结构的设计过程。重点阐述了主馆大跨张弦桁架体系的结构特点和设计中参数的选择;应用ANSYS软件及自主开发的辅助接口程序,对主体钢结构进行了细致的受力分析。在优化设计的基础上,对施工过程进行了全过程数值模拟,有效地指导了施工中的预应力张拉的实时监测和施工调整控制。分析了张弦桁架的施工稳定性,同时总结了该类结构体系的一些设计特点。

    2008年02期 No.290 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 新郑国际机场改扩建工程钢屋盖结构设计

    隋庆海;申豫斌;吴一红;王敬忠;

    郑州新郑国际机场改扩建工程采用了斜撑-上挠曲线拉索-双变截面箱形曲梁组合结构,屋盖为四跨波浪式轻钢屋面。采用合理的结构形式提高了结构抗风变形的能力以及减小竖向荷载作用下结构的外张变形。对结构在各种荷载工况下的内力进行了分析,结果表明,结构受力合理。对曲梁的形式和索力大小之间的关系进行了分析,得到了合理的索张拉力取值。

    2008年02期 No.290 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
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  • 新郑机场下顶侧拉式圆钢管节点承载力分析与试验

    隋庆海;吴一红;申豫斌;吴京;

    在郑州新郑国际机场改扩建工程设计中使用了双变截面箱型曲梁-拉索(杆)组合结构钢屋盖,钢屋盖通过斜支撑与下部混凝土结构连接,斜支撑与双变截面曲梁间通过一根圆钢管相连。圆钢管受到斜撑的上顶弯矩及两侧拉索的侧拉力,应力状态很复杂。设计中根据钢管梁支座计算的有关资料,在进行手算分析的基础上又进行了有限元分析和试验验证。结果表明,钢管梁的一些公式经适当变化后可用于该节点的计算分析,其结果对设计有一定的指导作用。

    2008年02期 No.290 10-12+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 110K]
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  • 复旦大学正大体育馆钢屋盖结构设计

    丁洁民;沈忠贤;陆秀丽;虞终军;

    复旦大学正大体育馆钢屋盖采用了拱-索-空间钢桁架的结构体系,受力复杂。利用ANSYS软件,较真实地模拟屋盖的边界条件和支座刚度的影响,分析了拉索的初始预拉力取值。对屋盖进行了动力特性、抗震性能及整体稳定性分析,结果表明,结构低阶振型以水平振型为主,拉索预拉力对结构的内力影响较小,结构具有较好的抗震性能。

    2008年02期 No.290 13-15+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K]
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  • 大跨度体育馆空间钢管结构的设计与分析

    景明勇;王元清;张勇;石永久;边振义;

    保定长城体育馆看台为钢框架结构,屋面采用正放三角形钢管桁架结构,弦杆和腹杆均为无缝钢管。采用ANSYS软件,对结构在各主要荷载组合工况下的结构受力进行了分析,结果表明,结构受力合理,构件强度满足要求。分析了结构的整体稳定性和动力特性,计算结果表明,恒载和最不利活荷载组合为结构的最不利工况,结构在此工况下的强度和整体稳定性均满足要求。

    2008年02期 No.290 16-18+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • 上海天然气调度指挥展示中心结构设计

    魏忠;

    针对上海天然气调度指挥展示中心钢结构设计,详细介绍了为避免平面及竖向不规则而采用的结构布置和连接构造处理。大跨度共享大厅采用大直径钢管柱和空间管桁架以提高结构抗侧刚度,在大跨度点式玻璃幕墙设计中采用鱼腹式桁架及预应力索桁架以满足建筑和结构的要求,介绍了风荷载计算参数的取值及拉索的预应力控制。

    2008年02期 No.290 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 泉州体育馆张弦桁架支撑壳体结构设计的关键问题

    张峥;丁洁民;

    泉州市体育馆的椭球型屋盖采用张弦桁架支撑壳体。重点介绍了该结构在分析和设计中的关键问题:利用NURBS造型技术生成泉州体育馆非规则屋盖曲面、结构体系布置;结合工程实例提出了张弦桁架结构拉索初始预应力取值的若干原则以及合理处理支座水平推力的方法;利用弹塑性方法分析其稳定性和极限承载力以说明张弦结构优异的力学性态。

    2008年02期 No.290 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 苏州高等教育园预应力拉索拱结构设计与分析

    毛小勇;顾强;于安林;唐兴荣;何若全;高晓莹;

    苏州高等教育园主入口钢结构预应力拉索拱是教育园的标志性建筑。结构建筑造型复杂,体量较大,结构采用了空间管桁架形式。讨论了结构计算和设计中的主要问题,包括杆件设计、节点设计和抗震分析等。分析结果表明,此类管桁架结构按桁架模型和刚架模型计算结果整体上差别不大,但局部杆件可能需要考虑次弯矩的不利影响;预应力的大小影响拉索拱的模态和自振周期;拉索预应力的取值要综合考虑结构的整体反应、变形要求和经济性等因素。

    2008年02期 No.290 29-31+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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  • 佛山体育中心体育场轮辐式索网结构环形支承构件的二阶设计方法

    孙文波;王剑文;刘永桂;

    介绍了大跨度轮辐式双层预应力索网结构中环形支承构件的受力机理,并且从稳定计算的一般原理(边缘纤维屈服准则)出发,结合稳定系数和Perry-Robertson公式之间的内在联系,提出用考虑结构二类初始缺陷的方法来近似计算刚性环形支承结构稳定性问题的近似算法。通过工程实例进行的模拟计算结果表明,当结果具有足够的刚度时,各种初始缺陷的影响相对于结构的准确初始状态而言并非很大,从而说明此类结构具有很强的自适应变形的能力。

    2008年02期 No.290 32-34+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 95K]
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  • 多整体自应力模态索穹顶结构优化设计

    陈联盟;董石麟;袁行飞;叶军;

    基于结构整体可行性和对称性、两次奇异值分解提出了一种求解各种索穹顶结构整体自应力模态的新方法。分析发现,Kiewitt型索穹顶结构具有多个独立的、但没能满足整体可行性要求的整体自应力模态。以初始应变能最小为预应力优化目标和重量最轻为截面优化目标进行了优化设计,获得了合理的初始预应力分布和截面大小。Kiewitt型索穹顶结构算例表明了预应力优化及截面优化模型的有效性和正确性。

    2008年02期 No.290 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 87K]
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  • 椭圆平面弦支穹顶静力性能研究

    王泽强;秦杰;李国立;张然;武建勋;

    对上部单层网壳为联方型的椭圆平面弦支穹顶网壳的静力性能进行了计算分析。研究了径向索和环索截面、预应力、布索方式、撑杆长度、矢跨比和截面离心率对结构静力性能的影响,将部分计算结果与试验进行了分析。研究表明,在满足一定条件时,采用较长的撑杆、增大环索面积、提高预应力都能减小结构的竖向位移,改善结构的静力性能。

    2008年02期 No.290 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 145K]
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  • K6型弦支穹顶结构的静力性能分析

    姚姝;范峰;

    选用40,50,60和80m跨度的K6型弦支穹顶结构,利用大型有限元分析软件ANSYS,对结构的受力性能及结构参数如矢跨比、撑杆高度、环索布置方式、初始预应力大小等对其的影响进行了分析。研究结果表明,在上层网壳杆件压力满足要求的前提下,矢跨比宜为1/8~1/6,撑杆高度为2.5~3.0m,采用四环索布置且索的预拉力宜在200~300MPa之间。可对弦支穹顶结构静力性能分析以及更多的工程设计实践提供参考。

    2008年02期 No.290 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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  • 多次预应力拱桁架静力试验

    张爱林;王冬梅;张国军;刘学春;

    对预应力张弦拱桁架进行了模型试验研究,通过多次张拉预应力索分级加载,验证可滑移弹性支座在张拉过程中的滑移性能,测试多次张拉过程中拱桁架构件的应力及结构的位移变形,并与理论计算结果进行了对比。结果显示,多次施加预应力可以有效降低结构内部应力峰值,增大结构承载能力。试验模型及结论可以为今后此类工程的设计和施工提供参考。

    2008年02期 No.290 47-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 69K]
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  • 大跨度张弦桁架竖向地震作用下动力特性研究

    熊伟;韩建强;吴敏哲;

    在建立60,80,100,125,150m跨度张弦桁架模型的基础上,进行了自振特性分析。采用振型分解反应谱法和时程分析方法对竖向地震作用进行了分析,得到了小震、大震作用下动内力分布规律。计算分析了高跨比、预应力、斜放等因素的影响。对结果的统计分析表明,各模型具有相同的动内力分布特点,总结了张弦桁架动内力计算简图及参数,结果可供张弦桁架设计参考。

    2008年02期 No.290 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 88K]
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  • 张弦梁结构若干参数对可靠度的影响分析

    蒋友宝;冯健;蒋剑锋;孟少平;

    研究了张弦梁结构的承载可靠性能,采用响应面方法重构出结构的极限状态方程,用一次二阶矩算法计算可靠指标。分析了荷载比例、矢跨比、垂跨比和抗力类变量的变异系数对结构可靠性能的影响。得出了矢跨比基于承载可靠性能的最优值。为张弦梁结构的设计提供了有益的建议。

    2008年02期 No.290 54-55+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K]
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  • 国家大剧院施工与使用阶段变边界约束钢网壳受力性能分析

    罗永峰;杨薇;遇瑞;

    国家大剧院钢网壳采用在施工阶段和使用阶段结构边界约束不同的设计方法,这种方法具有结构内力分布均匀合理且结构自重轻的优点。采用强迫位移法计算策略,对国家大剧院变边界约束钢网壳结构进行静力分析和非线性整体稳定性分析,为设计提供可靠的计算依据,并通过对传统常值约束边界和变约束边界结构的分析比较,说明变边界约束结构的特点,证明用于变边界约束结构分析的强迫位移法计算策略有效。

    2008年02期 No.290 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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  • 某体育馆双层柱面网壳结构的优化设计

    马恒;李维平;霍文营;刘栋栋;

    系统介绍了某体育馆双层柱面网壳结构的优化设计。通过APDL语言在ANSYS环境中利用满应力方法实现不同工况下杆件截面的离散变量优化,并分析截面优化的稳定性、收敛性与可靠性。利用遗传算法在MATLAB环境中实现网格类型、网格数、厚度、矢高的正整数变量优化。联合利用上述方法编制相关程序,实现了结构的多变量的综合优化,取得了较理想的优化效果。该种方法对空间网格结构优化设计具有通用性。

    2008年02期 No.290 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 76K]
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  • 大跨空间网壳结构设计中反应谱法和时程分析法的探讨

    孙建梅;张其林;

    反应谱理论对于解决大跨度、现代大型复杂结构的抗震设计存在较大的误差。应用振型分解反应谱法和时程分析法对大跨空间网壳结构的地震响应进行了分析和比较,讨论了矢跨比、跨度等对其的影响。分析发现,对于大跨空间网壳结构,有一定数量的"反应谱方法计算安全而时程分析危险"的杆件,设计中应注意。

    2008年02期 No.290 64-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 129K]
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  • SMA复合摩擦阻尼器在网架结构中的减振效果分析

    王利;薛素铎;庄鹏;

    将SMA复合摩擦阻尼器用作空间网架结构的耗能减振装置,探讨了其在空间结构中的减振控制分析方法。介绍了SMA复合摩擦阻尼器的工作原理和理论模型,建立了网架结构减振控制的运动方程。地震作用下某网架结构减振控制的数值模拟结果表明,SMA复合摩擦阻尼器可有效降低结构地震响应,较之纯摩擦阻尼器和纯SMA阻尼器,减振效果更为优良。

    2008年02期 No.290 67-69+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 105K]
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  • 天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能分析

    朱礼敏;宋涛;马明;

    对天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能进行了分析,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法分别计算多遇地震下结构的内力和变形,从地震波的加速度谱和功率谱两方面分析了比较结果,将反应谱结果考虑一增大系数后进行结构校核。采用弹塑性时程分析法进行了罕遇地震作用下的分析。分析结果表明,结构的变形和强度均满足要求,抗震性能良好。

    2008年02期 No.290 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K]
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  • 空间结构初始几何缺陷分布规律的实测数据及统计参数

    唐敢;黎德琳;赵才其;赵惠麟;

    节点位置偏差是影响大跨度空间结构整体稳定性的一个主要初始几何缺陷,但目前关于实际结构中节点位置缺陷的资料还很少。对六个试验模型和南通体育会展中心体育馆钢屋盖实际结构的节点位置偏差实测数据进行了较为系统的概率统计及假设检验分析,研究了结构初始几何缺陷随机分布规律及其统计参数。研究结果表明,异常数据的分布较为集中,与施工难度和测设条件相关;结构节点位置偏差的分布可采用正态分布假定。随机缺陷分析方法中假定结构每个节点的位置偏差符合二倍均方差范围内的正态概率密度函数是可以接受的。

    2008年02期 No.290 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K]
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  • 大跨度预应力加强型钢拱的性能研究

    王秀丽;陈志祥;

    预应力加强型钢拱是指根据大跨度钢拱承受竖向荷载时的内力及变形分布,在钢拱轴线平面内增加适当的撑杆和预应力索,以改善其受力性能、提高刚度和承载力的新型结构体系。运用有限元软件ANSYS,分析了预应力加强型钢拱在不同竖向荷载作用下以及施加不同初始预应力时应力和位移的变化规律,同时与普通大跨度钢拱进行了对比,结果显示预应力加强型钢拱具有很大的优越性,刚度和承载力都有很大的提高。

    2008年02期 No.290 79-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 82K]
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  • 实腹式等截面纯压钢拱的平面内弹性屈曲系数

    林冰;郭彦林;

    利用有限单元法对静水压力作用下的圆弧钢拱、沿水平轴分布的竖向均布荷载作用下的抛物线钢拱、沿拱轴线分布的竖向均布荷载作用下的悬链线拱的平面内弹性屈曲进行研究,考虑了屈曲前变形、剪切变形及长细比的影响。得到了三铰拱、两铰拱、固定拱的弹性屈曲系数的数值解。对数值解与传统的经典解进行了对比分析,数值解具有更高的精度。计算结果表明,长细比大约在20~50的范围内时,经典解具有很大的误差,用屈曲系数经典解得到的计算长度系数来进行这类纯压拱的平面内稳定性设计将非常不安全。

    2008年02期 No.290 83-86+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]
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  • 薄壁工字形钢梁在小片荷载偏心作用下的承载力

    郭鹏;郭成喜;何保康;

    引用国外最新的试验研究,对薄壁工字形钢梁在小片荷载偏心作用下的承载力问题进行了研究。数值分析结果与国外最新试验数据吻合良好。研究表明,影响薄壁工字形钢梁在小片荷载偏心作用下承载力的主要参数是腹板的厚度、屈服强度、荷载偏心值以及荷载作用长度,对这些参数都进行了定量的分析。基于国外已有的关于中心加载情况下的半经验公式和数值分析结果,提出了适用于荷载偏心值在0~15mm之间的承载力计算公式,建议公式与试验数据、数值分析结果相比较,表明建议公式是合理而偏于安全的。

    2008年02期 No.290 87-89+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 89K]
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简讯

膜结构

  • 潍坊交通职业技术学院体育场看台挑篷设计与施工

    张重阳;范晓燕;袁海涛;杨大彬;丁幼亮;

    详细介绍了潍坊交通职业技术学院体育场看台挑篷的结构设计与施工方法,根据其跨度大、形状不规则的特点采用大跨悬挑组合式膜结构体系,阐述了该种结构体系的布置情况和静动力计算分析方法,并简要介绍了制作和安装方法,最后得出了设计此类结构的几点结论,供设计人员参考。

    2008年02期 No.290 90-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K]
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  • 带弹性支承的膜结构整体荷载分析

    苏建华;韩大建;

    建立了膜结构与弹性支承结构整体荷载分析的基本方程,支承结构考虑了梁单元的几何非线性效应,给出了非线性方程组的迭代求解公式,编制了整体荷载分析程序。通过算例探讨了整体与非整体分析,以及支承梁单元分别采用小变形理论与有限变形理论对计算结果的影响。计算结果表明,结构采用不同的分析方法得到的位移与内力的计算结果存在一定差异,其中支承结构的刚度是重要的影响因素。

    2008年02期 No.290 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 84K]
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  • 黄河水利职业技术学院风雨球场张拉膜结构分析

    童丽萍;司瑞娟;曹延波;

    黄河水利职业技术学院风雨球场张拉膜结构是由跨度86.4m的桁架拱、空间钢桁架和张拉膜系统组成的新型空间结构体系。采用有限元软件ANSYS对结构体系在各种荷载作用下的受力和变形规律进行了探讨,特别讨论了索膜的受力和变形情况。分析结果认为,膜的找形结果满足设计和使用要求。柔性膜结构的大变形使膜单元和索单元应力退化,特别是在风升作用下,脊索应力有明显的损失。边索和钢拱的连接部位受力和变形较大,应加设侧向支撑和腹杆。

    2008年02期 No.290 97-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 66K]
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  • 膜结构积水的事故与控制

    罗永赤;

    膜结构的积水是膜结构工程中一种常发生的事故。通过对膜结构积水的基本原理进行分析,考虑了膜结构受力后的变形和膜材料的蠕变性质,对找形后膜结构的合理形态进行判断,给出了防止膜结构积水的合理控制条件,并用推导的公式对实际发生的膜结构积水工程事故进行了分析。建议的膜结构积水控制条件是对正常设计、施工的膜结构而言的。由于膜材的松弛特性和其他荷载联合作用,给出的控制条件是防止膜结构积水的最小值。

    2008年02期 No.290 101-102+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 113K]
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风工程

  • 武汉体育中心体育馆表面风压的风洞试验研究

    于秀雷;梁枢果;郭必武;

    介绍了武汉体育中心体育馆风洞试验模拟方法和试验结果,讨论了不同风向角下屋盖表面风压的分布,并得出风荷载的分布规律。在考虑了上游有建筑物影响的情况后,分析了周围建筑对屋盖表面风压的干扰效应。围护结构的设计风压分别由我国规范和基于随机振动理论的标准方法计算所得,通过两种方法的比较,得到了若干结论。

    2008年02期 No.290 103-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 85K]
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  • 考虑共振补偿的网壳风振响应综合模态法

    魏德敏;边建烽;

    分析了网壳结构中自振频率、阻尼比等因素对共振响应在总风振响应中贡献的影响,利用考虑高阶振型共振响应的综合模态法计算了单层网壳的风振响应,讨论了计算综合模态时所需的振型数。针对结构自振频率密集的特性,研究了考虑振型互相关贡献的必要性、影响振型互相关贡献的因素和计算振型互相关贡献所需的振型数。最后,通过具体的算例分析验证了相关结论。

    2008年02期 No.290 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 137K]
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高层建筑结构

  • 带加强层超高层结构受力性能研究及设计建议

    杨克家;梁兴文;李波;

    在已有的简化理论分析结果基础上,对带加强层高层建筑结构进行空间建模,研究了倒三角形和均布侧向荷载作用下结构的顶点位移、框架柱内力与加强层数量、加强层伸臂与内筒线刚度比、外柱与内筒的刚度比的关系。通过一系列数值计算,分析了带加强层高层建筑结构的受力性能,通过侧移及内力与加强层位置、结构构件的刚度比等关系,得出了合理的刚度比取值范围及限值。研究结果可供实际工程参考。

    2008年02期 No.290 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K]
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幕墙与玻璃工程

  • 考虑群体效应中庭幕墙及采光顶风洞试验研究

    王之宏;江勇;王肇民;

    介绍了上海世茂北外滩商务楼中庭钢结构大跨点支玻璃幕墙及采光顶的风洞试验概况和结果,给出了玻璃幕墙的玻璃及支承体系抗风设计的风压确定方法,研究了幕墙及采光顶在考虑塔楼群体结构效应情况下的风压分布特征。利用风洞试验每个测点的风压时程信号,采用Newmark积分方法计算了幕墙及采光顶的风振时程响应,并以此为基础计算了风振系数。

    2008年02期 No.290 116-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K]
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  • 面内受弯玻璃板承载性能的有限元分析

    王元清;张恒秋;石永久;

    面内受弯玻璃板经常被应用于玻璃承重结构中,这种板件在不同的支承情况下会有不同的力学响应,而且当缺少足够的侧向支承时,板件还会发生整体失稳而破坏,现有的玻璃幕墙规范对这种结构没有相关的规定。采用有限元方法分析了面内受弯玻璃板静力承载性能的两个主要影响因素——板厚和跨高比,并对不同荷载状况下两种常见类型玻璃板的稳定问题进行分析,得到了其屈曲荷载及屈曲模态。

    2008年02期 No.290 120-122+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 76K]
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