留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

带弹簧杆装置的张弦桁架结构力学性能研究

冯晓东 刘圣威 杨伟家 罗尧治

冯晓东, 刘圣威, 杨伟家, 罗尧治. 带弹簧杆装置的张弦桁架结构力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(7): 1-8. doi: 10.13206/j.gjgS20042502
引用本文: 冯晓东, 刘圣威, 杨伟家, 罗尧治. 带弹簧杆装置的张弦桁架结构力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(7): 1-8. doi: 10.13206/j.gjgS20042502
Xiaodong Feng, Shengwei Liu, Weijia Yang, Yaozhi Luo. Research on Mechanical Properties of Truss String Structure with Spring Rods[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(7): 1-8. doi: 10.13206/j.gjgS20042502
Citation: Xiaodong Feng, Shengwei Liu, Weijia Yang, Yaozhi Luo. Research on Mechanical Properties of Truss String Structure with Spring Rods[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(7): 1-8. doi: 10.13206/j.gjgS20042502

带弹簧杆装置的张弦桁架结构力学性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS20042502
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51908356);浙江省自然科学基金项目(LQ19E080013);中国博士后科学基金项目(2019M662056);绍兴文理学院国际科技合作项目(2019LGGH1005)。

详细信息
    作者简介:

    冯晓东,男,1987年出生,博士,副教授。

    通讯作者:

    罗尧治,博士,教授,luoyz@zju.edu.cn。

Research on Mechanical Properties of Truss String Structure with Spring Rods

  • 摘要: 普通张弦桁架结构由于其具有受力合理、自重轻、施工便捷等优点,已被广泛应用于许多实际工程中并取得了良好的经济效益,但由于该结构体系自重较轻,在强风地区遭受风揭破坏的现象也时有发生。为避免此类现象的出现,减少经济财产损失,充分发挥张弦桁架结构自身的特性,提高其安全性和适用性,设计了一种适用于张弦桁架结构体系的弹簧杆装置,利用该装置可实现结构体系抵抗强风和承受常规荷载,满足张弦桁架结构在强风地区的使用要求。
    为深入研究该装置对结构性能提升的影响程度,进一步探索弹簧杆对结构受力特性的影响规律,以某跨度为150 m、高度为45 m、长度为160 m的张弦桁架结构为研究对象,利用商业有限元软件MIDAS/Gen,分析了弹簧杆装置的刚度、布置位置及布置角度等参数对结构受力性能的影响。首先介绍弹簧杆装置设计概念及构造,详细阐述其组成部分及工作原理,并说明在有限元软件中模拟该装置的方法。随后分别取弹簧刚度为20,50,100,300 kN/mm,并将各个刚度的弹簧杆依次布设在张弦桁架的第一道、第二道和第三道次桁架下,计算在特定荷载组合下结构的最大位移、最大应力和最大索力。最后设置弹簧杆与地面的夹角分别为30°、45°、60°和90°,计算在风荷载控制荷载组合下结构的最大位移,并且分析了弹簧杆布置对结构动力性能的影响。
    研究结果表明:1)在“1.3恒+1.5活”荷载组合下,弹簧杆装置刚度为100 kN/mm且布置在第二道次桁架下时,结构的最大位移、最大应力和最大索力比相应普通张弦桁架结构的分别下降了60.12%、34.68%和32.13%,说明该装置对结构抵抗恒、活荷载的作用明显,并且很大程度地降低了结构的应力和索力的大小,可以减小结构体系的负担;但当弹簧刚度大于50 kN/mm时,该装置对结构性能的提升作用不再明显。2)在“1.3恒+1.05活+1.5风”荷载组合下,弹簧杆装置与地面的夹角为30°时,结构的最大位移降低了54.77%,表明弹簧杆可有效降低风荷载对结构的影响。3)从结构的自振频率来看,除第一周期外,布设该装置的张弦桁架结构均比普通张弦桁架结构的自振周期小,可见该装置能增大结构的刚度。
  • [1] Xue W C, Liu S. Design optimization and experimental study on beam string structure[J]. Journal of Constructional Steel Research,2019,3(1):87-93.
    [2] 王果. 双张弦梁结构的结构性能分析和研究[D]. 合肥:合肥工业大学,2006.
    [3] 张毅刚. 张弦结构的十年(二):双向张弦结构和空间张弦结构的应用和发展[J]. 工业建筑,2009,39(11):93-99.
    [4] 余佳亮. 张弦桁架设计若干问题讨论[J]. 建筑结构,2013,43(15):68-72.
    [5] 王远,郭福元,冯辉,等. 大跨度张弦桁架钢屋盖结构施工技术[J]. 钢结构,2017,32(6):94-98.
    [6] 白正仙. 抗风索张弦拱桁架结构抗静风性能研究[C]//第十届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 上海:2010:462-466.
    [7] 白正仙. 抗风索式张弦梁抗风有效性分析[C]//第十四届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 天津:2014:369-374.
    [8] 郝亮亮,白正仙. 抗风索张弦梁的静力性能分析[J]. 钢结构, 2008,23(11):10-12.
    [9] 曹正罡,范峰. 大跨度预应力钢结构干煤棚[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2019:31-33.
    [10] 吴捷. 影响双向张弦梁结构受力性能的参数分析[J]. 哈尔滨工业大学学报,2013,45(12):121-127.
    [11] 刘国光,武志玮,易莹. 采用荷载缓和体系的单向张弦梁结构静力性能研究[J]. 建筑结构,2014(4):78-81.
    [12] 朱思宇,梁存之,张建林. 某大跨度煤棚结构方案选型及计算[J]. 建筑钢结构进展,2018,20(5):70-75.
    [13] 丁虹,胡维奇,王卫东. 大跨度储煤棚结构设计要点[J]. 建筑技术开发,2019(9):4-5.
    [14] 陈楠,赵基达. 平面张弦结构的平面内整体稳定性研究[J]. 建筑科学,2018,34(7):70-75.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  41
  • HTML全文浏览量:  7
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-25
  • 网络出版日期:  2021-09-16

目录

    /

    返回文章
    返回