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空间刚架结构钢-混结合段的力学性能

西南交通大学学报 2012年第6期47卷 907-914页

作者：李小珍肖林苏小波卫星西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变... 详细信息

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变化;结合非线性有限元分析,探讨了结合段传力构件之间的荷载分配关系.研究结果表明:钢-混结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;结合段内混凝土、钢板、剪力键等均处于弹性工作阶段,且应力分布均匀,具有较高的安全储备;钢-混结合段能有效传力,承压板和剪力键各自分担50%的荷载,荷载分配较合理.

关键词：空间刚架结构钢-混结合段力学性能模型试验有限元分析

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空间刚架结构的广义逆力法

力学季刊 2004年第1期25卷 38-45页

作者：刘西拉王开健张春俊上海交通大学土木工程系上海200030 北京清华大学土木工程系北京100084 中元国际工程设计研究院北京100089

在结构计算中,根据算法中所采用的基本未知量的不同,结构分析方法可以分为力法、位移法和混合法。其中位移法由于适宜计算机处理而在结构计算领域得到了广泛的应用,经典力法相比之下应用就远不如位移法普遍,虽然力法本身在力学上有其独... 详细信息

在结构计算中,根据算法中所采用的基本未知量的不同,结构分析方法可以分为力法、位移法和混合法。其中位移法由于适宜计算机处理而在结构计算领域得到了广泛的应用,经典力法相比之下应用就远不如位移法普遍,虽然力法本身在力学上有其独特的优势。广义逆矩阵做为一种较新的数学工具,自二十世纪五十年代诞生以来正日益表现出越来越旺盛的生命力。广义逆力法就是一种基于力法和广义逆矩阵理论的新的迭代算法。这种算法是一种完全适合计算机处理的力法方法。该算法的思路以及对于求解线弹性空间刚架结构问题的具体公式均在文中给出并给出了算例。从算例计算结果可以看到广义逆力法有着较好的计算效率和计算精度。该算法的提出为力法在计算机计算领域的应用开拓了新的发展空间。该算法在材料非线性问题和结构并行计算方面也有着较好的应用前景。

关键词：广义逆矩阵广义逆力法空间刚架结构结构计算结构分析结构力学

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基于空间填充多面体的空间刚架结构几何构成

浙江大学学报（工学版） 2008年第1期42卷 105-110页

作者：向新岸赵阳董石麟浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027

为了获得新颖独特的建筑效果,采用截顶正8面体和菱形12面体这两种空间填充多面体进行组合、阵列、旋转和切割生成了具有仿生性质的空间刚架结构.系统地研究了切割面和旋转角度对空间刚架几何构成的影响,研究表明,当截顶正8面体和菱形12... 详细信息

为了获得新颖独特的建筑效果,采用截顶正8面体和菱形12面体这两种空间填充多面体进行组合、阵列、旋转和切割生成了具有仿生性质的空间刚架结构.系统地研究了切割面和旋转角度对空间刚架几何构成的影响,研究表明,当截顶正8面体和菱形12面体堆积体绕(0,0,0)到(1,1,1)矢量轴旋转60°时,通过选取适当的切割面,可以产生建筑上呈随机无序视觉效果、结构上高度重复且满足构造要求的新型多面体空间刚架结构.

关键词：空间刚架结构空间填充多面体几何构成截顶正8面体菱形12面体

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考虑二阶效应的空间刚架结构布局优化

西南交通大学学报 2019年第5期54卷 971-979页

作者：李银启程文明刘华森西南交通大学机械学院

针对三维空间刚架布局优化问题,以七自由度节点梁柱单元二阶弹性理论推导考虑构件几何非线性和截面翘曲变形的非线性刚度矩阵,通过整合梁柱单元非线性刚度矩阵对刚架结构进行整体的二阶弹性分析,建立满足刚架结构强度、刚度和稳定性要... 详细信息

针对三维空间刚架布局优化问题,以七自由度节点梁柱单元二阶弹性理论推导考虑构件几何非线性和截面翘曲变形的非线性刚度矩阵,通过整合梁柱单元非线性刚度矩阵对刚架结构进行整体的二阶弹性分析,建立满足刚架结构强度、刚度和稳定性要求的布局优化数值模型;并针对复杂刚架结构布局优化数值求解问题,改进遗传搜索算法(GA),提出可靠拓扑和引导型遗传算法双向控制方法(KLGA).该方法一方面将拓扑变量从布局设计变量中分离,以构件重要度评定结构可靠拓扑变量组合,再与设计变量整合;另一方面将结构特有的引导信息加入算法中,为GA提供全局最优解的指引路径.通过两种典型的刚架算例表明二阶效应模型和KLGA算法的可行性和有效性,例如算例2中基于二阶效应模型的KLGA得到的最优结构质量比GA减轻了24.5%,波动幅度从9.61%提升到1.39%,算法更加稳定.

关键词：空间刚架结构二阶效应布局优化可靠拓扑引导型遗传算法

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空间刚架结构分析理论在建筑结构中的应用

铁道标准设计 1999年第2期19卷 39-41页

作者：肖宇松郑州铁路局武汉勘测设计院

通过对铁道部通用图《铁路站场照明灯桥》（钢管桁架式）设计中结构计算方法的介绍，阐述了空间刚架结构分析理论在建筑结构中的应用情况。

关键词：空间刚架结构分析理论建筑结构

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空间刚架结构的电算原理及应用

铁道建设 1993年第4期 35-41页

作者：石蒋华第五工程处

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大型空间刚架结构系统可靠性分析的实用方法

天津大学学报 1996年第6期29卷 828-833页

作者：余建星徐慧郭振邦胡云昌天津大学海洋与船舶工程系天津

导出了大型空间刚架结构系统变量相关的计算公式；根据大型空间刚架结构系统层次性特点，提出了系统串联组合分析法，并进行了比较计算，验证了方法的有效性和可靠性．

关键词：空间刚架结构可靠性框架结构海上工程

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某铁路空间刚架结构的地震响应分析

铁道标准设计 2011年第5期31卷 48-50页

作者：武爱兰苏伟中铁一院兰州设计院兰州730000 铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300142

该工点是某高速铁路与既有5线交叉,因高速铁路曲线半径较大,且受地物条件所限,交叉角度很小,如采用常规梁式桥跨越,其跨度将达到150 m以上,其梁高或桥式均不能与当地环境相协调,为此研究采用铁路空间刚架结构这一形式,针对这种特殊结构... 详细信息

该工点是某高速铁路与既有5线交叉,因高速铁路曲线半径较大,且受地物条件所限,交叉角度很小,如采用常规梁式桥跨越,其跨度将达到150 m以上,其梁高或桥式均不能与当地环境相协调,为此研究采用铁路空间刚架结构这一形式,针对这种特殊结构形式,考虑桩-土-结构相互作用,进行地震动力时程分析,对该结构的抗震性能进行了评价。采用集中质量模型建立了桩-土-结构相互作用的有限元模型,以人工波、Parkfield波及El-Centro波作为地震激励,分析了地震作用下结构的位移、内力及应力响应。分析结果表明:该结构具有良好的纵横向刚度,既满足高速铁路行车要求,又可满足结构抗震性能,并指出横梁与边墙钢-混凝土结合段是抗震构造的关键细节,设计中应加强构造细节处理。

关键词：空间刚架结构地震响应时程分析钢-混凝土结合段

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高速铁路空间刚架结构剪力销疲劳性能研究

高速铁路空间刚架结构剪力销疲劳性能研究

作者：施永恒西南交通大学

学位级别：硕士

高速铁路列车作用下的桥梁与现有桥梁的受力状态相比,具有列车速度高、运营次数多等特点,这些将会给桥梁疲劳带来一系列问题。其中,运营列车速度高,导致桥梁所受冲击状态复杂化,将会增大整体构件或局部细节的高频应力幅值;列车运营次数... 详细信息

高速铁路列车作用下的桥梁与现有桥梁的受力状态相比,具有列车速度高、运营次数多等特点,这些将会给桥梁疲劳带来一系列问题。其中,运营列车速度高,导致桥梁所受冲击状态复杂化,将会增大整体构件或局部细节的高频应力幅值;列车运营次数增多,导致构件反复应力的循环次数增多;这些都对桥梁结构的疲劳不利。某高速铁路空间刚架结构剪力销部位构造复杂,应力分布复杂。在恒载和活载的作用下,剪力销以及其周边焊缝将承受幅值较高的应力循环,其强度和疲劳问题应引起高度重视。为保证大桥运营阶段的质量和行车安全,对其剪力销及其周边焊缝进行疲劳性能研究与评价有着非常重要的意义。首先,本文系统的阐述了疲劳研究的来龙去脉,介绍了疲劳相关理论,并简要说明了针对某高速铁路空间刚架结构剪力销的研究内容与研究方法。其次,本文对剪力销建立细部模型,为了精确地模拟销轴连接的力学特性,本文对销轴和耳板之间采用了接触非线性分析,准确地反应结构的实际情况。用有限元软件ansys对剪力销的传力机理、应力分布、应力集中现象进行分析,得出一些有用的规律与结论,同时验证结构的合理性与安全性。再次,本文针对实桥剪力销,采用雨流法建立了疲劳试验荷载谱,进行疲劳试验方案的设计和测试方案的选择,同时对模型疲劳加载一定次数后进行静载试验,检验各次的应力差别、应力重分布情况、模型位移情况以及有无残余变形,另外在疲劳加载结束后,还对模型进行探伤检测,从而检验结构的疲劳试验后的受损情况,同时,与有限元计算结果进行对比分析、互相校核,验证试验结果。然后,在有限元分析和疲劳试验结果的基础上,借鉴国内外的相关规范,用各国相关规范验证来评价剪力销的疲劳性能。最后,采用可靠性理论,建立极限状态方程,引入一阶二次矩法及其数值迭代方法。参考国内外大量文献,确定了各随机变量的统计参数。从基于S-N曲线的疲劳寿命可靠性理论和基于线弹性断裂力学的疲劳寿命可靠性理论两方面来评价剪力销的疲劳性能。

关键词：高速铁路空间刚架结构剪力销疲劳接触非线性 S-N曲线断裂力学疲劳可靠性