单层索网动力响应
单层平面索网玻璃幕墙玻索协同工作及抗风性能研究进展(全文)

单层平面索XX玻璃幕墙玻索协同工作及抗风性能研究进展(全文)单层平面索XX支撑点支式玻璃幕墙(以下简称平面索XX 幕墙),具有造型美观、视觉通透性好等优点,在众多的幕墙形式中脱颖而出,已成为大尺度幕墙结构体系进展趋势的代表。
近年来,国内关于平面索XX幕墙的研究取得了突飞猛进的进展,填补了不少国内外研究空白,在其静力计算方法、抗风抗震性能及损伤分析等方面均取得了可喜的研究成果,但总体上理论研究还是滞后于工程需要,国内外至今未形成一套成型的平面索XX 幕墙设计计算理论体系[1-12]。
以下将对单层平面索XX支撑点支式玻璃幕墙的玻-索协同工和抗风性能研究进展综述。
1 平面索XX幕墙的玻-索协同工作研究现状平面索XX幕墙中,玻璃面板通过驳接钢爪与支承体系连接,形成了一种组合结构,共同承受外荷载的作用。
目前,对其承载性能的研究和设计通常采纳索、连接件与玻璃分开进行分析,而不考虑玻璃面板对支承体系的刚度贡献。
事实上,玻璃面板对支承体系具有一定的刚度贡献,并且这种贡献作用随跨度和支撑结构体系柔性的增加而增大。
对于平面索XX支撑结构,设计时往往是位移起操纵作用,如果不考虑这种贡献,结构刚度很小,势必要通过增大构件截面或增加预拉力的方法来满足设计对位移操纵的要求,引起工程造价的提高。
因此,有必要对玻璃幕墙玻-索协同工作下整体结构的相关力学问题进出研究[1,2]。
我国对于平面索XX幕墙玻-索协同工作的研究主要开展于2021年后,采纳比例模型试验方法,有限元分析法以及二者结合的方法进行了较多研究。
理论分析和试验结果表明,考虑玻-索协同工作对平面索XX结构的承载性能、挠度、动力特性以及玻璃四个角点的位移均有影响[1-7]:对承载性能和挠度的影响表现在考虑玻-索协同工作后,将减小平面索XX幕墙的挠度和索内力;对动力特性的影响表现在考虑玻-索协同工作后,结构的阻尼远大于仅考虑单独索XX的阻尼,结构的高阶模态变化相对较大,低阶模态变化较小;对玻璃四个角点位移的影响表现在考虑玻-索协同工作后,玻璃四个角点的位移差值比较大,与直接套用规范中点支式玻璃幕墙的计算方法相比,计算的最大应力和挠度误差较大。
碳纤维材料单层索网非线性主共振的特性

均优 于钢索 , 弹性 模量选 择 范 围大 、 温度 变形 小 , 然还存 在高 价 和剪切 强度低 等 缺点 , 随着 碳纤 维索 虽 但
的产量 增加 和新 的锚 固技术 开发 应 用 , 少 问题 已逐 渐 得 到 解 决 。碳 纤 维材 料 作 为 房 屋 、 梁 的加 不 桥
固材料 已得 到 了相 当广泛 应用 , 而碳纤 维作 为拉索 首 先在 桥 梁结 构得 到 了实践 。如 已经 建造 了一 些小
。但是 钢 拉 索耐 腐 蚀性 差 , 拉 索 索 网维 护成 本 钢
高 , 了提高 结构 的耐久 性 , 为 本来使 用在 宇宙 、 航空领 域 的碳 纤 维等 新 材料 开始 了实验 性 的应 用 。 与钢 拉索 相 比 , 纤维 索具 有耐 久性好 、 碳 不锈 蚀 、 磁性 、 度重 度 比高 等优 点 , 且 徐变 和 松 弛等 重 要 指标 无 强 而
跨径 的全 部或部 分 C R F P拉索 的人 行斜拉 桥 , 些学 者对应 用碳 纤维 索 的大跨 度斜 拉桥 结 构 的静 、 一 动力 行为 开展 了研 究 。碳纤 维索 在屋盖 支 承体系 的应用 目前 还没有 相关 报道 。碳 纤维 索作 为一 种 很有
应用 前景 的材料 , 以预见 在不远 的将 来 , 会很快 推 广应用 到屋 盖支 承体 系 中。 国内外一 些学者 对柔 可 将
号 ) 湖 南 省 科 技 计 划项 目( 0 8 J 0 7 ; 2 0 F3 6 )
作 者 简 介 : 立 军 ( 96一) 男 , 南 邵 阳 人 , 杨 17 , 湖 副教 授 , 士 , 要 从 事 结构 理 论 的教 学 与 理 论 研 究 . 硕 主
性索 网结构 的动 力特性 开展 了非 常多 的研究 , 文献 [ ] 究 了单 层索 网非 线性 自振 特性 , 5研 文献 [ 8— 1] 0 研究 了单 层索 网动 力特 性 , 文献 [ ] 1 研究 了碳纤维 索 网 的非 线性 自振 特 1
单层柱面索拉网壳结构动力特性分析

b r n a l r s - e t n wih t e d c e s f l n - p n r to Pr s r s f c b e a r a n l e c n t e a s a d c b e c o ss c i , t h e r a e o o g s a a i. o e te s o a l s h d g e t i fu n e o h
壳 的 自振 频 率 随 着钢 杆 件 及 索截 面的 增 大 而 增 大 , 长跨 比的 增 大 而减 小 。 索 的 初 始 张拉 力 对 索拉 网 壳 的 动 力 特 随
性 影 响很 大 。
关键词 : 单层 柱 面 索拉 网 壳 ; 自振 频 率 ; 型 振
.
DYNA M I CHARACTERI TI C S CS oF NGLE- Sl LAYERED CYLI NDR I CAL CABLE- BEA M SHELLS
c lnd ial a e b a s e l w e e upe i t n y i rc c bl- e m h ls r s ror ha dy m i c a a trs is f i l-a r y idrc l h ls Se f na c h r c e itc o sng e lye c ln ia s e l. l- v b a in r qu nc fsngl-a e yln ia a l- e m hel nc e s d ih he ic e e ofs c in r asof t e i r to f e e y o i e l y r c i drc lc b e b a s ls i r a e w t t n r as e to a e se l
W a g K Ha nn Yu l n e g J a a go d
单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究

单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究随着经济的不断发展和建筑技术的不断进步,幕墙建筑已成为现代城市建设中的重要组成部分。
而在幕墙建筑中,玻璃幕墙的使用越来越普遍,因其透明美观的特点和良好的光照和通风效果,成为建筑师最常采用的幕墙材料之一。
但是,玻璃幕墙的抗震性能常常受到人们的质疑,因此,如何确保玻璃幕墙的抗震性能成为了一个十分重要的问题。
本文将通过对单层平面索网玻璃幕墙的抗震设计进行反应谱研究,探讨如何提高玻璃幕墙的抗震性能。
单层平面索网玻璃幕墙结构是指将玻璃幕墙按一定的间距排列,并通过铝制丝网将其固定在支撑结构上的一种幕墙。
其主要结构特点包括:1. 采用索网和玻璃板的组合结构,从而实现了透明的外观。
2. 墙体承载力弱,需要具有良好的抗风和抗震性能。
3. 建筑面积大,需要进行强度分析和计算,以确保稳定性和安全。
二、反应谱法及其应用反应谱法是目前应用最广泛的一种抗震计算方法,它是通过将地震波分解为一系列特定的频率和振幅,然后根据建筑物的特点计算其对这些特定振动的响应而得出的一种方法。
在进行反应谱分析时,需进行如下几个步骤:1. 根据实测数据或地震图选用合适的地震波。
2. 利用振动模拟软件对建筑结构进行数值模拟。
3. 根据反应谱原理将地震波分成一系列频率,计算各频率下建筑物的振荡响应。
4. 通过对不同频率下的振荡响应进行叠加,得出建筑物的总体振荡响应。
反应谱法的主要优点包括:1. 能够对不同频率下的地震波进行量化分析。
2. 可以对分部受力不均的结构进行有限元分析。
3. 容易进行结果的可视化处理,便于工程师和设计师进行参考。
1. 研究单层平面索网玻璃幕墙的振动响应,特别是在地震条件下的振动响应,以确定幕墙的横向抗震性能。
2. 分析幕墙各构件和连接件的承载能力,以确定幕墙的纵向抗震性能。
4. 根据反应谱分析的结果,优化幕墙的结构设计,提高其抗震性能。
总之,反应谱法在单层平面索网玻璃幕墙结构的抗震设计中具有重要作用,能够有效地提高幕墙的抗震性能,保障人们的生命财产安全。
单层柱面索拉网壳结构动力特性分析

单层柱面索拉网壳结构动力特性分析
汪凯;韩运龙;冯健;蔡建国
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】2010(025)007
【摘要】柱面索拉网壳是一种新型的玻璃采光顶支撑结构.讨论这种结构的动力特性,比较单层柱面索拉网壳和单层柱面网壳的自振频率及其相应振型.通过计算,分析长跨比、矢跨比、索截面、索初始预应力、钢杆件截面对柱面索拉网壳动力特性的影响.计算结果显示:单层柱面索拉网壳的动力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的自振频率随着钢杆件及索截面的增大而增大,随长跨比的增大而减小.索的初始张拉力对索拉网壳的动力特性影响很大.
【总页数】4页(P8-11)
【作者】汪凯;韩运龙;冯健;蔡建国
【作者单位】东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏省预应力工程技术研究中心,南京,210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏省预应力工程技术研究中心,南京,210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏省预应力工程技术研究中心,南京,210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏省预应力工程技术研究中心,南京,210096
【正文语种】中文
【相关文献】
1.拉索预应力双层柱面网壳结构非线性分析 [J], 郭影;殷志祥
2.新型拉索-单层柱面网壳结构的稳定性和参数分析 [J], 徐英雷;王秀丽
3.拉索预应力双层柱面网壳结构非线性分析 [J], 殷志祥;郭影
4.新型拉索-单层柱面网壳结构屈曲荷载分析 [J], 王秀丽;徐英雷;彭瑾;李永祥
5.拉索加强式温室单层球面网壳稳定性分析 [J], 张中昊;付强;范峰
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单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究

单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究1. 引言1.1 研究背景目前,针对单层平面索网玻璃幕墙结构的抗震设计反应谱研究尚处于探索阶段,仍存在诸多问题待解决。
本研究将对单层平面索网玻璃幕墙结构进行详细分析和研究,旨在为其抗震设计提供科学依据和技术支持,进一步完善幕墙结构的抗震性能,提高建筑结构的整体安全性和稳定性。
【字数:207】1.2 研究目的研究目的是为了通过对单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究的深入探讨,提高建筑结构在地震发生时的抗震性能,确保建筑及其内部设施和人员的安全。
具体目的包括:1. 确定单层平面索网玻璃幕墙结构在地震作用下的抗震能力,为结构设计和施工提供准确的技术指导。
2. 探讨反应谱分析方法在抗震设计中的应用,为工程设计提供可靠的理论依据。
3. 分析抗震设计要点,总结设计经验,为类似结构建筑的抗震设计提供参考。
通过研究目的的实现,可以为单层平面索网玻璃幕墙结构的抗震设计提供科学依据,提高建筑结构的整体安全性和抗震性能,为建设更安全、更稳定的建筑环境贡献力量。
1.3 研究意义单层平面索网玻璃幕墙是现代建筑中常见的一种装饰幕墙结构,具有轻质、透光性好、美观大方的特点。
由于其结构特殊性,抗震性能较差,容易受到地震作用的影响。
开展单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究具有重要的意义。
研究可以为相关领域提供一定的理论依据和参考,促进幕墙结构抗震设计技术的进步和发展。
通过深入探讨单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计要点分析和反应谱分析方法,可以提高该结构在地震作用下的抗震性能,保障建筑物及其内部设备的安全稳定性。
研究还有助于加深我们对于幕墙结构的认识,为工程设计提供更为科学的依据,推动建筑结构的绿色、智能和可持续发展。
进行单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究具有重要的实际意义和社会意义。
2. 正文2.1 单层平面索网玻璃幕墙结构设计原理1. 结构形式:单层平面索网玻璃幕墙结构是由索杆和玻璃幕墙构成的,索杆支撑着玻璃幕墙,使其保持稳定性。
单层柱面索拉网壳结构动力特性分析_汪凯

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大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作下相关力学问题的研究的开题报告

大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作下相关力学问题的研究的开题报告一、研究背景及意义随着科技的不断进步和城市的不断发展,越来越多的建筑采用玻璃幕墙作为外立面设计,从而使建筑物具有更为美观、透亮的外观。
而大跨度单层索网玻璃幕墙作为一种新型的幕墙结构,在建筑设计中得到了广泛的应用。
该结构不仅具有较好的景观效果,而且其自重较轻,能够减少建筑物的能源消耗,因此在实际工程中应用较为普遍。
然而,随着幕墙结构设计的发展,工程问题也越来越复杂。
大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作中,索网结构和玻璃幕墙结构之间的相互作用十分复杂,而且这些结构受到的外界力和内部力的作用也十分复杂。
因此,如何对大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作下的相关力学问题进行研究,对于正确理解该结构的受力特点,确保其建造的安全性和可靠性,具有重要的意义。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是针对大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作下的相关力学问题进行研究。
具体分为以下几个方面:1.大跨度单层索网玻璃幕墙的结构特点及受力分析该部分主要对大跨度单层索网玻璃幕墙的结构特点进行研究,包括该结构的构成、受力原理及其受力形式等方面。
针对该结构的受力特点进行分析和研究,寻找其存在的问题和挑战。
2.大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作模型的建立该部分主要基于大跨度单层索网玻璃幕墙的结构特点,构建合理的协同工作模型。
以包括单层索网、玻璃幕墙和钢结构等在内的多种结构组成的系统进行建模,并对其进行相关运动学和动力学分析。
3.大跨度单层索网玻璃幕墙的相互作用该部分主要研究大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作过程中索网结构和玻璃幕墙结构之间的相互作用。
通过模拟分析,研究两种结构之间的接触方式、分布特点和受力形式等方面的问题,明确两种结构在协同工作中所承受的力和位移的大小和方向。
4.数值计算和实验验证该部分主要利用有限元方法,对建立的大跨度单层索网玻璃幕墙协同工作模型进行数值计算,并进行实验验证。
通过比较计算结果和实验数据,对模型的准确性和可靠性进行评估。
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I n f l u e n c eo f g l a s s o nd y n a mi cr e s p o n s eo f amo n o l a y e rc a b l en e t
1 , 2 3 1 1 Y A NY a n j u n ,Y UZ h i x i a n g ,L I H a n ,Z H A N GQ i l i n
( 1 .C o l l e g eo f C i v i l E n g i n e e r i n gT o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ,C h i n a ; 2 .S h a n g h a i C o n s t r u c t i o nN o . 7 ( G r o u p )C o . ,L t d .S h a n g h a i 2 0 0 0 5 0 ,C h i n a ; 3 .S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ,S o u t h w e s t J i a o t o n gU n i v e r s i t y ,C h e n g d u6 1 1 7 5 6 ,C h i n a )
振 动 与 冲 击 3卷第 2 3期 第3 J O U R N A LO FV I B R A T I O NA N DS H O C K V o l . 3 3N o . 2 32 0 1 4
玻璃对单层索网动力响应的影响
1 流固耦合理论
1 1 流固耦合方程 流固耦合( F l u i dS t r u c t u r eI n t e r f a c e , F S I ) 一个重要 特征是流体与固体两相介质的相互作用, 固体在流体 作用下发生变形、 运动; 固体变形或运动反过来又影响 流体流动, 从而改变流体载荷的分布和大小。介质不 同、 耦合机理不同, 产生了多种流固耦合现象。流固耦 合整体方程为:
0 Mf s +M s f 0
0 ρ 0 p u Ms s
( 1 ) 通过流固耦合界面上固体位移, 求解流体方
k 程( 2 ) 得到 X , 式中松弛因子 λ 在求 d 为位移松弛因子, f
解复杂问题时, 有助于收敛。
k k - 1 k - 2 F [ X , d +( 1-λ ) d λ f d s d s ] =0 f
( 2 )
( 2 ) 检查流场应力残差是否小于目标值; ( 3 ) 通过流固耦合界面上流体压力, 求解结构方
k 程, 得到 X , 式中松弛因子 λ s s为应力松弛因子; k k k - 1 F [ X , 1-λ ) λ τ τ s f +( s f ] =0 τ τ
形后近似为线性结构, 没考虑实际风致振动的非线性 因素; 同时该方法忽略了玻璃面板对结构的影响, 结果 存在一定的偏差。 本文考虑玻璃胶和爪件, 建立了玻璃和索网协同
第2 3期 闫雁军等:玻璃对单层索网动力响应的影响
2 5
工作的有限元模型, 对点支承索网玻璃幕墙的变形和 动力特性进行分析。根据幕墙周围建筑, 建立数值风 洞模型, 采用流固耦合方法对单层索网玻璃幕墙进行 风致动力响应分析, 与频域法对单层索网的分析结果 相比较, 研究了玻璃面板对单层索网动力响应的影响。
Mf 0 0 0 0
t f
图1 双向耦合求解策略 F i g . 1F S I s o l u t i o nm e t h o d
= 。以 t 时刻为起点, 当需要求解 t + t 时刻的变量 τ Δ
1 5 ] 时, 其求解过程如下 [ :
0
0
0 0 0
Mf 0 0 Mf 0 0 0
A b s t r a c t : I no r d e r t o e n s u r e g l a s s d e f o r m a t i o nc o o r d i n a t e dw i t ha c a b l e n e t ,a F Em o d e l i n c l u d i n g a g l a s s p a n e l ,a c a b l en e t ,s e a l a n t s , a n ds p i d e r w a s e s t a b l i s h e dt o s t u d y t h e i n f l u e n c e o f g l a s s p a n e l o nt h e s t a t i c p e r f o r m a n c e a n dd y n a m i c c h a r a c t e r s o f t h e c a b l e n e t .T h e f l o w i n g f i e l dw a s s i m u l a t e dc o n s i d e r i n g t h e b u i l d i n g s a r o u n dt h e g l a s s c u r t a i nw a l l .B a s e d o nt h o s e ,f l u i d s t r u c t u r e i n t e r a c t i o n( F S I )a n a l y s i s w a s p e r f o r m e dt o s t u d y t h e s p e c t r u mc h a r a c t e r i s t i c s ,d y n a m i c r e s p o n s e o f t h eg l a s sc u r t a i nw a l l .U n d e rt h ea v e r a g ew i n dl o a d ,t h ec a b l en e t r e a c h e dan e we q u i l i b r i u mp o s i t i o n ,t h ew i n d i n d u c e dr e s p o n s eo f t h es t r u c t u r ew a ss t u d i e dw i t ht h ef r e q u e n c yd o m a i nm e t h o d .C o m p a r i s o no f t w om e t h o d sr e s u l t s s h o w e dt h a t u n d e r w i n dl o a d ,t h es t r u c t u r ef o r c e dv i b r a t i o ni s an a r r o wb a n dp r o c e s s ;t h eg l a s s p a n e l e f f e c t i v e l yr e d u c e s t h ea v e r a g ed i s p l a c e m e n t a n dp u l s er e s p o n s eo f t h ec a b l en e t . K e yw o r d s :g l a s s p a n e l ;g l a s s c u r t a i nw a l l o f am o n o l a y e r c a b l e n e t ;F S I ;f r e q u e n c yd o m a i nm e t h o d 单层索网点支承玻璃幕墙, 体态轻盈、 造型美观, 在国内外得到广泛的应用。与其他结构形式的玻璃幕 墙相比, 单层索网点支承幕墙跨度大、 刚度柔、 几何非 线性明显等特点使得结构对风荷载较为敏感, 成为实 际工程设计重点考虑的问题之一。冯若强等
索网幕墙的传力途径; 根据有限元模型, 研究玻璃面板对单层索网静力性能和动力特性的影响; 在此基础上, 考虑索网幕 墙周围建筑建立数值风洞, 建立流固耦合模型, 研究索网玻璃幕墙振动特性; 以索网在平均风荷载作用下到达的新平衡位 置为基准, 采用频域方法计算单层索网风致动力响应。对比分析结果表明: 风荷载作用下, 索网幕墙主要做受迫振动, 振 动为窄带过程; 玻璃面板有效降低了索网的平均位移和脉动响应。 关键词:玻璃面板; 单层索网玻璃幕墙; 流固耦合; 频域法 中图分类号:T U 3 8 3 文献标志码:A D O I : 1 0 . 1 3 4 6 5 / j . c n k i . j v s . 2 0 1 4 . 2 3 . 0 0 5
[ 1 - 7 ]
玻璃参与工作的单层索网玻璃幕墙自振特性研究表
8 - 1 1 ] 明[ : 安装玻璃后, 由于结构质量比刚度增加更为显
著, 结构频率降低; 玻璃的抗弯效应对结构第一阶模态 影响较小, 对结构的高阶模态影响明显; 试验中未考虑 玻璃胶, 玻璃整体协同作用无法发挥, 玻璃对刚度贡献 减小。 另外, 针对单层平面索网风致动力响应, 既有研究 多以结构在平均风荷载作用下的初始变形为平衡位 置, 忽略玻璃面板对结构刚度的影响, 采用频域方法研
, 2 闫雁军1 ,余志祥3,李 晗1,张其林1
( 1 . 同济大学 土木学院建工系, 上海 2 0 0 0 9 2 ; 2 .上海建工七建集团有限公司 2 0 0 0 5 0 ; 3 . 西南交通大学 土木学院建工系, 成都 6 1 1 7 5 6 )
摘 要:为保证玻璃与与索网的协同变形, 建立包含玻璃面板、 索网、 爪件、 密封胶的有限元模型, 真实反映了单层
1 2 - 1 4 ] 。频域法认为索网在初始变 究结构的风致响应 [
对平
面索网玻璃幕墙的静力性能进行了试验及数值模拟, 研究表明, 玻璃对结构的整体刚度有一定贡献, 结构整 体挠度与索直径和预张力也有一定关系, 玻璃胶对降 低索网挠度有一定贡献, 对索网应力影响不大。考虑
基金项目:“ 十二五” 科技支撑计划( 2 0 1 1 B A J 0 8 B 1 0 ) ; 国家自然科学基金项目 ( 5 1 3 7 8 4 2 8 ) ; 中央高校基金青年科技创新项目( A 0 9 2 0 5 0 2 0 5 1 2 0 8 - 6 1 ) 收稿日期:2 0 1 3- 0 9- 1 2 修改稿收到日期: 2 0 1 3- 1 1- 2 8 第一作者 闫雁军 男, 博士生, 1 9 8 3年 6月生 通信作者 余志祥 男, 副教授, 硕士生导师