可开启屋盖结构_罗尧治
开合结构屋盖
开合结构屋盖
简介：开合屋盖结构（RetractableRoofStructure）是一种在很短时间内部分或全部屋顶结构可以移动或开合的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用。
12900
1950年
年以
均来源于1961年美国建成的的用现代牵引技术驱动的刚性开合结构的匹兹堡（Pittsburgh）市民体育场，其跨度为127m，由可开合的八瓣不锈钢屋盖组成，至今仍具有开拓性意义。
之后，世界上建造了上百个带有刚性开合单元的开合屋盖建筑。
表1为欧洲各国建造的开闭式钢屋盖实例。
其特点是，均采用了拱架、拱形网壳、部分球壳或平板网架等刚性钢结构作为移动屋盖单元的受力结构，其屋面材料
为膜材料、金属板及其它轻质材料。
屋盖系统分成若干个单元片，通过单元片的移动、转动，使之各片之间搭结、迭放来实现屋盖的开合。
这种由刚性钢结构屋盖开合单元组成的开合屋盖克服了膜褶皱型式开合方式的致命缺陷，是大跨度屋盖结构的主要开合型式。
208m的天空穹顶多功能体育场，在世界上产生了很
的阿瑞
合移动方式可分为水平移动方式、水平旋转移动方式、空间移动方式、绕枢轴转动移动方式、折叠移动方式、组合移动方式。
其分类见表。
/迭盖屋盖单元的形式打开屋盖。
屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
/迭盖的型式打开屋盖。
屋
盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
/迭盖屋盖开合单元，达到打开屋面的开合方式。
屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚设计研究_罗尧治
跨中竖 向最大 位移
２７ ８６ －１７ －２１ ７５
悬挑端 竖向最 大位移
３５ ３０ １１３ ５４ １５
柱顶Ｙ 向 水平最大
位移
３ －９ ３１
２ ４
参照 最 不 利 工 况 下 结 构 表 面 风 载 体 型 系 数 图 ４，该张弦桁架结构 在 悬 挑 部 分 承 受 的 是 净 风 压 力 作用，而在跨中则承受净风吸力作用。风荷载的这 一特点也在结构的位移模式中得到了体现，在恒荷 载＋风荷载＋预应力工况下，在风吸力作用下张弦 桁架结构跨中节点位移向上，而在风压作用下悬挑 端位移则向下。另一方面，由于风荷载是沿屋面法
采用考虑几何非线性的有限元法分析结构在基 本组合工况下的受力情况。为了对比各种活荷载作 用效应的不同，表１给出了在恒荷载＋预应力工况 以及在此基础上附加１种其他荷载工况下，结构主
要构件的内力值。从表１可见：在恒荷载＋预应力 工况下，张弦桁架结构中的拉索很好地平衡了桁架 在支承点处由恒荷载产生的外推力，柱脚最大弯矩 仅为１４ｋＮ·ｍ，结构 具 备 较 好 的 自 平 衡 性 能； 附 加活荷载作用在张弦桁架结构上后，各构件的内力 明显增加，且除柱脚处的弯矩外，其余各内力均为 表 １ 所 列 工 况 中 的 最 大 值 ，因 此 结 构 大 多 数 构 件 的 截面大小主要受有活荷载参与组合工况的控制；风 荷载的作用效应主要体现在其能使拉索内力显著减 小，柱脚反力显著增加；与活荷载和风荷载相比， 升温及降温作用对结构受力的影响相对较小。
开启桥和开闭屋顶开启系统综述
开启桥和开闭屋顶开启系统综述奚鹰宋颖辉（同济大学机械与能源工程学院, 上海201804）摘要本文主要围绕国内外开启桥和开闭屋顶的开启系统进行论述，图文并茂地介绍了其开启形式、工作原理、传动方案等。
关键词开启桥；开闭屋顶；开启系统；机械传动1引言开启桥又名开合桥。
也称活动桥。
一种可将部分桥身转动或移动的桥梁。
适用于陆上或水上交通不很繁忙而需通航较大船舶的河道或港口处。
当船舶需要过桥时,暂时切断部分桥身〔一般在中部),船舶过桥后再行闭合桥身,恢复桥上交通。
其优点是:桥墩可以做得较低,减少两岸引桥和路堤的工程量,节省造桥费用。
但开启桥操作时需要消耗较多电力,还必须增加机电设备和日常养护工作[1]。
开启桥提供了一种高效的交通方式——横跨水路却不会挡住船舶而是能够为其提供通道，所以开启桥比其他固定桥梁更加重要。
而其结构失效或者暂时性中断服务很可能会造成巨大的社会经济冲击，因此开启桥的可靠性评估和安全监控也成为值得特别关注的问题[2]。
开闭屋顶是一种可开启的屋盖结构,它的部分或整个屋盖结构可以在短时问内移动或伸缩从而使建筑物可以在屋盖敞开与关闭的两种状态下使用。
这种结构可以在需要的情况下将屋顶打开,从而更加有利于观察天象或者使建筑物内外环境相同而让人享受到自然的天空,光线和气流;同样也可以在需要的时候将屋盖关闭,使内部的仪器或人免受风、雪、雨、寒流与热浪的侵袭[3]。
它将一个完整的屋盖结构按一定的规律划分成几个可动和固定单元，通过特定的机械装置，使可动单元能够按照预期的轨迹移动，达到屋面开合的目的。
开合屋盖不仅赋予建筑物动态美感，更扩展了其使用功能，目前世界上已建成的开合屋盖已超过100 个，开合屋盖的设计越来越受到人们的关注[4]。
2开启桥的开启系统根据开启方式,著名桥梁专家茅以升归纳了开启桥的类型,并指出天津“几乎各式皆备”。
解放桥、金钢桥属于“吊旋桥”,金汤桥为“旋转桥”,而金华桥则是“平拖桥”。
本文中将开启桥分为以下几类：垂直提升式、立转式、平转式、水平移动式和其他新型式。
青岛体育中心游泳跳水馆网架整体稳定性能研究
面 通 过 Ａ Ｓ Ｓ的 特 征 值 分 析 结 构 的稳 定 性 能 。 ＮＹ
表 １显示 了各 荷载 工况 下结 构 的前 ９阶屈 曲荷 载 系数 。
表 １ 整体结构 的线性屈 曲临界荷载系数
由表 １ 以看 出结构 在各 种荷 载工 况 的组合 可 下线 性屈 曲荷 载 系数 较 大 ， 构 的 安 全 富裕 较 结
图 １ 青 岛体育 中心跳水馆 网架有限元模型
系数 ２ ０ 温度 差 ±２ ￣ 将 静 荷 载 与 活 荷载 、 ．； ５Ｃ， 风 荷 载和 考虑温度 作用 进行 组合 ， 共考 虑 １ ３种最不
利 的荷 载工况 。 工 况 １ １ ２恒载 ＋１ ４活 荷载 ； ：． ． 工 况 ２ １ ３ 载 ＋ １４× ． ：． ５恒 ． ０ ７活荷载 ；
多 ， 构 的整体稳 定性 较好 ， 说 明本结 构设 计较 结 也
为保守 。工 况 ３为弹性 屈 曲分析 中最 不利 的荷 载
组 合 ， 构 的 一 阶 线 性 屈 曲 临 界 荷 载 系 数 为 结
８ ８ ３ ， 满足 安全 系数 大 于 ５的要 求 ， ．１８也 即结 构 在各 种荷 载工 况下 的稳 定是 安全 的 。工况 ８与 工
时大概成线性 减少 ， 当最大缺 陷大与 ３０ｍ ４ ｍ时 承 载力减 少变 慢 ， 明跨 度 的 １ ３ ０是 承 载 力下 说 ／０ 降速 度 由快 到 慢 的 临界点 。总 的减 少 幅度 较 大 ，
当缺 陷从 ８ ＇ 增加 到 ６０ｍｍ时承 载力减 少 了 ５ｎ ｌ ｍ ８
４ ５％
第 ３期
刘
彬等 ： 岛体 育中心游泳跳水馆 网架整体稳定性能研究 青
基于有限质点法的结构倒塌破坏研究_关键问题与数值算例
Journal of Building Structures
第 32 卷 第 11 期 2011 年 11 月 Vol. 32 No. 11 Nov． 2011
004
文章编号： 1000-6869 （ 2011 ） 11-0027-09
基于有限质点法的结构倒塌破坏研究 Ⅱ ： 关键问题与数值算例
基金项目： 国家高技术研究发展计划 （ 2007AA04Z441 ） ，国家杰出青年科学基金项目 （ 51025828 ） ，国家自然科学基金项目 （ 50978227 ， 51108257 ） ， 广东省自然科学基金项目（ S2011040004173 ） 。 mail： yuying@ stu. edu. cn 作者简介： 喻莹（ 1983 — ） ， 女， 山东邹城人， 工学博士， 讲师。Email： luoyz@ zju. edu. cn 通讯作者： 罗尧治（ 1966 — ） ， 男， 浙江宁波人， 工学博士， 教授。E收稿日期： 2011 年 4 月
1
结构动力反应分析
结构的倒塌破坏过程是结构寻求新平衡态的动 力过程。在有限质点法中， 质点的运动方程式为： ¨α = F Mα d （ 1） ¨ α 和 F 分别为质点加速 式中： M α 为质点质量矩阵； d 质点在结构内 度和质点合力的列向量 。根据式（ 1 ） ， 其运动状态是永恒的 。 质点的 力和外力的作用下， 外力是否为时间的函数， 并不给求解方程式带来困 难， 式（ 1 ） 的解本身就是结构的动力反应 。 结构最终达到相对静止状态是自身的阻尼对动 能的耗散作用形成的 。 为求得结构最终的相对静止 状态， 有限质点法采用设置阻尼或缓慢增加外荷载 ［2 ］ 的方法， 也可两种方法结合使用 。 在质点运动方程式中设置阻尼项， 利用阻尼为 质点运 动 方 向 的 逆 向 来 削 减 结 构 的 动 力 反 应 。 式 （ 1 ） 变为：
国家体育场大跨度屋盖结构风场实测研究
ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｗｉ ｄ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｗｅｅ ｏ ｄ ｃｅ ｏ ｔ ｅ ｏ ｆ ｆ ｈｅ ａ ｕｅ ｎｓ ｆ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｒ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｎ ｈ ｒ ｏ ｏ ｔ Ｎａｉｎ ｌ ｔ ｄ ｕ ｔｏ ａ Ｓ ａ ｉ ｍ． Ｂｏ ｎ ａ ｙ ａ ｅ ｗｉ ｄ ｕ ｄ ｒ ｌｙ ｒ ｎ
ｓ ａ ｏ ｆｓｒ ｃｕ ｅ ｐ ｎ ｒ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｆ ｌ ａ ｕ ｅ ｎ ；ｔ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｓａ ｉ ｍ ；ｐｏ ｒｓ ｅ ｔ ｍ ；ｔｒ ｕ ｅ ｅ ｉ ｔ ｎ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｈ ａｉ ａ ｔｄ ｕ ｅ ｏ ｗｅ ｐ ｃｒ ｕ ｕ ｂ ｌｎｃ ｎ ｅ ｓｔ ｙ
（ｐ ｃ ｔ ｃ ｒｓＲ ｓａｃ ｅｔ ， ｈ ａｇＫ ｙｌ ｏａ ｒ ｏ Ｓ ａｅｓ ｕｔ ｅ ， ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ， ａｇｈｕ３ ０５ ， ｈｎ ） Ｓ ａｅＳ ｕｔ ｅ ｅｅｒｈＣ ｎ ｒ Ｚ ＠ ｎ ｅ ｂｒｔ ｙ ｆ ｐｃ ｔ ｃ ｒｓ Ｚ ｅｉ ｇＵ ｉｅ ｔ Ｈ ｎｚｏ １０ ８ Ｃ ｉ ｒ ｕ ｅ ａ ｏ ｒ ｕ ａ ｓｙ ａ
振
动
与
冲
击
第３ １卷第 ３期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴｌ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
国家体 育场 大跨 度屋 盖 结构 风 场 实测研 究
罗尧治 ，蔡朋程 ，孙 斌 ，童若飞 ，沈雁彬 ，王洽亲
３ ０ ５ ；．现代设计集团上海建筑设 计研 究 ， １０ ８ ２ 上海 ２０４ ） ００ １
样本代号
记录时间
时长（ ｉ） ａ ｒｎ 平均风 向
度屋盖结构而言 ， 屋盖上表面主要受分离 的旋涡作用 ， 风场较为紊乱， 因而非高斯特性表现明显 。
向外翻转开启式可展结构及其制作方法[发明专利]
![向外翻转开启式可展结构及其制作方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/404749c7e2bd960591c67790.png)
专利名称：向外翻转开启式可展结构及其制作方法专利类型：发明专利
发明人：罗尧治,刘晶晶
申请号：CN200510060849.9
申请日：20050922
公开号：CN1779144A
公开日：
20060531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明设计了一种向外翻转开启式可展结构并提出其制作方法。
该结构包括可运动的连杆机构，该机构由多个四面体刚性构件组成，这些四面体构件通过旋转连接件连接，形成三维环形机构，该机构可运动以成为开启式结构。
制作步骤如下：(1)确定结构形式和基本几何尺寸，设计结构基本几何参数；(2)根据基本几何参数得到各四面体尺寸；(3)通过旋转连接件在适当位置连接各四面体，设计滑轮位置；(4)设计滑轨的形式和尺寸；(5)把结构和滑轨安装在一起。
本发明的优点在于直接利用三维机构构造可展结构，设计了一种新型可展结构，闭合时结构顶部完全封闭。
采用单自由度时机构运动易于控制，避免了展开所需的复杂操作。
申请人：浙江大学
地址：310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：张法高
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索强化剪式铰机构力学性能研究
文章编号：1000-4750(2021)05-0151-10索强化剪式铰机构力学性能研究俞 锋，许 贤，罗尧治(浙江大学空间结构研究中心，浙江，杭州 310058)摘 要：剪式铰机构的开合过程易于控制，为可展结构的一个重要分支。
基于剪式铰的可展结构展开成形后，由于剪式铰单元杆件间的相对转动特性使得结构刚度较低，在受力时表现出较强的几何非线性。
为增强基于剪式铰的可展结构的刚度，该文采用索来强化剪式铰机构。
该文推导了规则的索强化剪式铰单元的轴向刚度和抗弯刚度计算公式，揭示了索强化剪式铰单元承载能力和单元组成构件的相关关系，给出了有限质点法计算框架下的索强化剪式铰机构的计算分析方法，并对一个典型索强化剪式铰拱的受力性能和断索行为进行了分析。
研究结果表明：索强化后的剪式铰机构在不影响机构可展性的同时提高了机构的刚度和承载能力。
关键词：剪式铰机构；索强化剪式铰单元；连续索；刚度；有限质点法中图分类号：TU394 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.06.0390RESEARCH ON MECHANICAL PROPERTIES OF CABLE-STRENGTHENED SCISSOR-HINGE MECHANISMYU Feng , XU Xian , LUO Yao-zhi(Space Structures Research Center of Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China)Abstract: Scissor-hinge mechanism has a simple retraction process and is an important branch of deployable structures. When the scissor-hinge mechanism is deployed, the rotation characteristic of the scissor unit makes the scissor-hinge mechanism have low stiffness and show strong geometric nonlinearity under external forces. In order to enhance the stiffness of the scissor-hinge mechanism, the cable is applied. The formulas are derived for calculating the axial stiffness and bending stiffness of the regular cable-strengthened scissor unit. The relationship is revealed between the load-carrying capacity of the cable-strengthened scissor unit and its components. The analysis method is proposed for the cable-strengthened scissor-hinge mechanism under the frame of finite particle method, and the mechanical properties are analyzed for a typical arch composed of cable-strengthened scissor unit with and without continuous cable. The results show that the stiffness and load-carrying capacity of the scissor-hinge mechanism are improved by the cable while the retraction process of the scissor-hinge mechanism is not affected.Key words: scissor-hinge mechanism; cable-strengthened scissor unit; continuous cable; stiffness; finite particlemethod剪式铰机构最早由西班牙建筑师Pinero [1]提出，组成剪式铰机构的剪式铰单元由两根杆件通过中部的转动副连接而成。
杭州亚运会软式网球项目在哪比赛
杭州亚运会软式网球项目在哪比赛杭州亚运会软式网球项目在哪比赛杭州亚运会软式网球项目在杭州奥体中心网球中心举行。
杭州奥体中心网球中心，又称“小莲花”，位于浙江省杭州市滨江区、杭州奥体中心东南侧，始建于20XX年，为2022年杭州亚运会网球比赛场馆。
杭州奥体中心网球中心总建筑面积5.23万平方米，总席数1.56万座，设一个10000座的加盖决赛场地(小莲花)、两个2000座的半决赛场地、八片预赛场地、十片练习场地和四片室内场地。
2020年，“小莲花”获“中国钢结构金奖”，并获得国际网联二星认证。
2021年，“小莲花”被专家组评定为世界首创的浙江大学罗尧治团队研发的“现代空间结构体系创新、关键技术与工程应用”获得国家科学技术进步奖一等奖。
杭州奥体中心网球中心总建筑面积5.23万平方米，道路面积2.1万平方米，绿化面积4.3万平方米。
除了10000座的决赛馆，还有2个2000座的半决赛场，以及预赛场地、室外训练场，1个有4片网球场地的室内网球馆，网球中心附属用房及平台约1万平方米。
网球中心决赛馆“小莲花”属特级体育建筑，建筑面积2.74万平方米，建筑总高37.956米，座位10000个，共有地下一层、地上三层，第二层与杭州奥体中心体育场“大莲花”二层平台连接。
“小莲花”的直径为135米，决赛馆长52.36米，宽29.12米，正中布置一块网球场地，场地面层选用职业型弹性减震色彩丙烯酸，共做了14层标准场地面层，均符合国际网联ITF的面层标准，满足快、中、慢三种球速的面层要求。
网球中心决赛馆“小莲花”主体由混凝土看台、钢结构固定屋盖及半开敞外围护罩棚系统、钢结构可开启屋盖系统三部分组成，主要使用建筑材料为：钢材约6500吨、混凝土约1万平方米、屋面和墙体的铝板材料约4万平方米。
“小莲花”的看台设计为网球比赛的看台模式，呈圆环状。
网球中心室外场地，每片都设置了灯光和音响系统，且周围都种了绿植。
室外场地和决赛馆“小莲花”一样，场地面层选用职业型弹性减震色彩丙烯酸，共铺了12层，丙烯酸球场有耐候性、耐水性等优点，可以全天候使用。
一种绿色建筑用屋顶
专利名称：一种绿色建筑用屋顶专利类型：实用新型专利
发明人：罗扬归
申请号：CN202121575315.0申请日：20210712
公开号：CN215631142U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种绿色建筑用屋顶，包括底板、连接板、横板和固定板，所述底板的上方中心固定连接有固定板，所述固定板的内部底部开设有储水槽，所述储水槽的上方设置有若干收集孔，所述储水槽的两端上方设置有水管一，所述底板的上方两侧对称固定连接有连接板，所述连接板远离固定板的一侧开设有安装槽，所述安装槽的内部固定连接有太阳能板，所述安装槽两两之间开设有若干透风孔。
本实用新型结构简单，通过设置太阳能板，可以通过吸收太阳能对房间内部的电子器件进行供电，有效的对能源进行利用，还设置固定板和喷水孔，可以对雨水进行收集，并且对植物进行浇灌，使其更加方便快捷。
申请人：上海世垣建筑技术有限公司
地址：201615 上海市松江区九亭镇九新公路339号1幢14楼
国籍：CN
代理机构：上海宏京知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：胡旭孟
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索穹顶结构初始状态确定与成形过程分析
索穹顶结构初始状态确定与成形过程分析
罗尧治;沈雁彬
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2004(038)010
【摘要】在研究索穹顶结构的零应力状态、施工初始几何状态基础上,着重分析了索穹顶结构的施工成形过程几何形状和单元内力变化规律,揭示索穹顶结构的初应力产生机理以及施工过程中体系的变化特征.由于索穹顶结构成形过程涉及机构运动和单元内力分析、机构位移和弹性变形耦合,采用常规的有限元方法不能求解,而非线性有限元力法是一种有效的计算方法.结果表明,在索穹顶结构成形过程中,从开始很长时间内所有单元内力均处于较低水平,此时结构是一种机构状态,节点位移主要是刚体位移.当所有索进入工作状态时结构的体系从机构转变为具有一个自应力模态的、可刚化的稳定体系,各单元的内力迅速增大.说明了索穹顶结构的成形过程,也是预应力生成的过程.
【总页数】8页(P1321-1327,1374)
【作者】罗尧治;沈雁彬
【作者单位】浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027;浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU323
【相关文献】
1.索穹顶结构施工成形方法比较与分析 [J], 朱江;厉林海
2.索穹顶结构施工成形及荷载试验研究 [J], 阚远;叶继红
3.索穹顶结构多种预应力张拉施工方法的全过程分析 [J], 董石麟;袁行飞;赵宝军;向新岸;郭佳民
4.索穹顶结构施工成形理论分析 [J], 陈联盟;董石麟;袁行飞
5.索穹顶结构施工全过程分析 [J], 张建华;张毅刚
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索穹顶结构动力特性及多维多点抗震性能研究
索穹顶结构动力特性及多维多点抗震性能研究
罗尧治;王荣
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2005(039)001
【摘要】为了弥补索穹顶这种新型大跨空间结构在动力方面研究的不足,通过对120 m跨度的肋环形索穹顶结构进行模态分析,得到了不同的参数对索穹顶结构的自振频率影响曲线;通过对其进行时程分析,发现了地震动的行波效应对结构的节点位移和杆件内力的影响规律,以及考虑多维地震与仅考虑地震单向输入之间的差别,为大跨空间结构的抗震设计提供了重要参考.研究表明,多点输入对于行波方向的位移影响显著,同时,对单元内力产生不利影响,因此,大跨度空间结构抗震分析中考虑行波效应与多维地震输入是必要的.
【总页数】7页(P39-45)
【作者】罗尧治;王荣
【作者单位】浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027;浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU393
【相关文献】
1.故宫灵沼轩的动力特性及抗震性能研究 [J], 淳庆;张剑葳;赵鹏;孟哲;韩宜丹
2.高震区悬索桥动力特性及抗震性能研究 [J], 刘长喜
3.无伸缩缝桥梁动力特性与抗震性能研究 [J], 郭维强;BRISEGHELLA Bruno;薛俊青;罗小烨;黄福云;魏标
4.中央扣对人行悬索桥动力特性及抗震性能影响研究 [J], 薛辉
5.多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞的非规则桥梁抗震性能研究 [J], 闫磊;李青宁;岳克锋;李鲁平;付亚男;蓝仕成;喻国根
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斜拉网架的简化计算
斜拉网架的简化计算
董石麟;罗尧治
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】1993()8
【摘要】斜拉网架通常是一种网架——拉索——塔柱协同工作的组合空间结构,受力合理、造型新颖,是有广阔发展前景的新结构。
本文考虑到塔柱的弹性支承作用,提出局部修正刚度矩阵的方法,直接采用空间桁架位移法及其专用程序简化计算斜拉网架。
对于拉索施加预应力的斜拉网架本文也作了探讨。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】斜拉网架;塔柱;预加应力;刚度
【作者】董石麟;罗尧治
【作者单位】浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU356.01
【相关文献】
1.分幅斜拉桥斜拉索无应力长度的简化计算方法 [J], 赵雷;贾少敏;顾乡
2.斜拉索索力在组合索塔锚固区中荷载分配率的简化计算方法 [J], 曾明根;苏庆田;吴冲
3.斜拉索索力简化计算中的精度分析 [J], 许俊
4.斜拉索无应力长度的简化计算及对比 [J], 饶和根; 杨星星; 王令; 赵娜乐
5.斜拉网架整体吊装及斜拉索安装测试 [J], 王策;朱宏;陈云波
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空间索桁结构的力学性能及其体系演变
空间索桁结构的力学性能及其体系演变
罗尧治;董石麟
【期刊名称】《空间结构》
【年(卷),期】2002(8)4
【摘要】本文介绍了考虑索单元松弛跟踪的空间索桁结构非线性有限元全过程分析方法。
并以典型的鱼腹形索桁结构为例,探讨了空间索桁结构的力学性能,以及在荷载作用下结构几何体系演变的特征。
本文对新型空间索桁结构的研究和工程应用具有指导意义。
【总页数】5页(P17-21)
【关键词】力学性能;体系演变;空间桁结构;索单元松弛;结构体系
【作者】罗尧治;董石麟
【作者单位】浙江大学空间结构研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TU33
【相关文献】
1.环形平面空间索桁张力结构的预应力设计 [J], 蔺军;董石麟;袁行飞
2.设计参数对施工过程中环形索桁结构的力学性能影响分析 [J], 刘鹏飞;刘占省;王泽强;王欢欢
3.强/台风作用下大跨空间索桁体系现场风压风振实测研究 [J], 张志宏;刘中华;董石麟
4.空间索面钢桁梁斜拉桥索桁锚固结构设计与受力特性研究 [J], 刘勇; 程丽娟; 卢立志; 崔剑峰
5.跳格布置对无内环空间索桁结构抗风性能影响研究 [J], 薛素铎;刘青;李雄彦;鲁建;赵彦国;张振
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平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析
平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析第7卷第l期2001年3月空间结构SPATIAI_STRUCTURESV0】-7No.1MaF.2001[文章编号]1005—6578(2001)0l一0011—06平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析罗尧治,董石麟(浙江大学空间结构研究中心.浙lⅡ抗州310027)[摘要]本文阐述了张拉整体结构的组成和形式.并通过奇异值分解法对张拉整体结构的单元体进行了体皋分析.证明文中所蛤的单元体是具有一阶无穷小机构的几何稳定体系.文中以平板型张拉整体结构为制研完了张扛整体结构的工作机理,分析了初培瓶应力与结构刚度的关系,得到了一些有益的结论.[关镑词]张拉整体结构{几何稳定性{初培预应力[中图分娄号]TU339[文献标识码]A1引言张拉整体结构的概念是由Fuller提出的],它的英文词Tensegdty是由张拉Tensi~和整体IntegHty缩写而来.张拉整体结构被定义为连续的拉索和不连续的压杆所构成的自应力平张拉整体结构是由一系列张力索和受压杆件组成,具有较少的赘余单元,甚至结构内部存在机构.在无预应力情况下结构是不稳定的,结构的刚度依靠预应力予以保证,并随着荷载的作用,结构的刚度是不断变化的,它的变形往往包含机构位移和弹性变形.虽然Fuller早在1962年提出了张拉整体结构思想,它的机理只有在索穹顶结构中得到了反映,但索穹顶并非完全体现了张拉整体的思想.为了将张拉整体结构思想更广泛地应用工程实际,首先需要对它的工作机理进行深入研究.本文阐述了张拉整体结构的组成和形式,剖析张拉整体结构单元体的几何体系性质,并以平板型张拉整体结构为例研究了张拉整体结构的工作机理,采用非线性有限元分析理论对张拉整体结构的受力特性进行分析,探明初始预应力对结构刚度的影响.[收稿日期]2000—09—04[基金项目]国家自然科学基金资助项目(50008015)[作者简介]罗尧治(1966一),男.浙江越溪人.副教授,博士,从事空间结构研究.2001年罗尧浩等:平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析第1期2张拉整体单元和张拉整体结构的形式张拉整体结构一开始以单层形式出现(图1),但由于单元间发生相碰和压杆较长,实际上并不采用.后来,ViHnay嘲,MotroZ~和HannorC提出了双层的形式(图2,图3,图4). ◎@图1Fuller构思的张拉结构整体图2Valnay整体张拉穹顶图3Motro整体张拉穹顶图4Hanaor张拉整体穹顶12^囝5张拉整体单元透视图囝6平板型张拉整体结构立而空间结构第1期图5为一种基本张拉整体结构单元体,单元体中有三根压杆,每个压杆端部连接不同方向的三根拉索.由该单元体构成的平板型张拉整体结构如图6所示.这种形式为压杆不接触型,符合Fulk的张拉整体结构定义.3张拉整体单元体的体系分析文献提出了结构体系分析的二个重要参数ms,其中717为结构独立位移模态数或机构数,为独立自应力模态数.m可以由平衡矩阵确定.设A的秩为r,则:=3一一r=—rs=6一r=一r式中为节点数,为约束数,6为单元数.对A进行奇异值分解:A=USV(1)其中,u=r-u,u一],V=r-v一,3为正交矩阵.u一为机构位移模态,.一为自应力模态对图5单元体进行体系分析可知,单元体存在一种独立机构位移模态(1)和一种独立自应力模态(一1)图7为单元体的节点和杆件编号,图8为单元体的机构位移模态图.单元体的节点移模态:圉7单元体编号.\.7'I囝8机构位移模态圉Ul—r--0.86590.4999--0.30240—1.0—0.30250.86590.4999——0.30240000000003单元体的单元自应力模态:Vl=r-o.39330.39330.39330.68130.68130.6813—1_0—1.0—1.00.39330.39330.39333除了杆件单元自应力模态为负值,其余自应力模态均为正值,因而保证了单元体单元所有的索(9根)处于张力状态,而杆件(3根)处于压力状态,满足张拉整捧的基本要求. ]32001年罗尧治等:平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析第1期下面进一步讨论单元体的几何稳定性.首先引八几何力矩阵G,G为与内部机构位移相关联的几何力.由相应的自应力模态和内部机构位移模态求得].图5单元体的几何力矩阵:一[一1.0220.589900—1.18001.022058990—1.18000.5899]由文献],当结构满足:Gu…fl>o(2)时(为维实常数),意味着自应力能够使机构得到刚化,因而结构初始形状可认为是几何稳定的.根据式(2),对单元体分析可得:U1=3.539由此,表明了单元体是具有一阶无穷小机构的几何稳定体系.4张拉整体结构受力特性张拉整体结构的受力分析可采用考虑几何非线性的有限元方法.建立如下非线性有限元方程:(KL+NL)AuJ一件Q一,,(3)其中:K为非线性位移矩阵,K为非线性应力矩阵,Q为外荷载向量,,"为单元内力向量.c+"J+一t+~UCi+A",)%,+(浒吉x~-j,生对于方程(3),采用mN—R迭代方法求解.同时结合荷载增量法进行结构荷载.位移全过程跟踪分析.以图6所示结构为实倒,进行张拉整体结构受力特性分析设每个单元体中索的长度取1000mm,压杆的长度为1468mm,平面为近似直径为2924mm的圆.在三个节点A,B,c给予约束在图6中的三个实心圆点处作用相同的竖向荷载.索的截面积A一7.068ram.,压杆的截面积A一113.Imm,材料的弹性模量E一2.1×10Mpa.各单元初始张力取为:t0—100171图9为不同初始预应力下的荷载一位移曲线当初始预应力值较小时,结构显得较"柔",非线性性质较为突出.但随着荷载的增大,结构则趋于硬化.当初始预应力较大时,结构基本上表现为变形随荷载线眭变化.图1O为不同初始预应力下索的张力和杆件的内力随荷载的变化关系.图中可以看出根据初应力不同绘出的4条曲线基本上平行,说明单元内力的变化在不同初应力情况下是大致相同,而且随着荷载的增加,索的张力增加,杆件的压力也增加.这意14图9荷载位移曲线空间结构第l期味着在荷载作用下,杆件始终保持压力状态,索始终保持受拉状态,也就不会发生索的松弛情形q(N)索①5结论q(N)索@ZJZ5o0225020oO175015001250?100075050o25050to—一—/,圉lO荷载一内力关系曲线q(N)扦④本文阐述了张拉整体结构的组成和形式,给出了张拉整体结构的单元体,并从体系分析的角度,证明了该单元体是具有一阶无穷小机构的几何稳定体系文中研究了平板型张拉整体结构的受力特性,考察了不同初始应力下结构的刚度和内力变化性质.结果表明,在初应力较小时结构显示出"柔"的非线性特征但在初应力达到一定大时,结构则表现为线性受力特征,也就意味着张拉整体结构的刚度是由初始应力予以保证的.15啪啪,N枷{暑O2001年罗尧治等:平板型张拉整体结构几何体系及受力特性分析第l期张拉整体结构在荷载作用下,索的张力随着荷载的增大而增大,所索单元始终保持张力状态,而桅杆保持受压状态,这是张拉整体结构区别于其它结构形式(索穹顶结构,空间索桁结构)的特点.[1][2][3][4][5][明[7][8][9][1O][儿]参考文献R.B.Fuller.Tensile—integritystructures[P],u.s.Patent3063521,1962.H.Nooshin,z.SMakowskitR.Morro.SpecialIssueonTensegeitySystem[J].Int.SpaceStruc —tures,l992.7(2).OValnay,S.Sob.TensegrityShellBehavior[J].J.Struct.Div.ASCE108,1982.RMorro.Tensegrhysystemsarm(~eodesicDomes.Int.J.SpaceStructures[J],1990,5:341.351.A.Hanaor.Aspects.fDesign.fDoubh—LayerTensegrityDomes[J].1nt.J.SpaceStructures,1992.7:101?ll3SPellegrino,C.R.Calladine.MatrixAnalysis.fStaticallyandKinematicallyIndeterminate Frame—works口].IntJ.SdidsStructures,1986,22(4):409—428.C.RCalladine,S.Peuegrino.Firstorderintinitesimalmechanisms口].Int.J.SolidStruct.,1990刘锡良.胨志华.一种新型空间结构一张拉整体体系口].土木工程,l995,4.钱若军,沈祖炎,夏邵华.索穹顶结构[J].空间结构,1995,3罗尧浩.董石麟.索杆张力结构的计算机分析程序CSTS口].空问结构,2000,2罗尧治.索杆张力结构的数值分析理论研究[D].浙江大学博士论文.2000 STRUCTURALMECHANlSMANALYSISANDLoAD PRoPERTYoFPLANETENSEGRⅡYSTRUCTURESI,U()Yao—zhi,1)0NGShi?lin(Dept.ofCivilEngineering.ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China) [Abstract]Inthispaper,the~ructuralcomposingand:~orm.fTensegritystructuresaintroduc ed,thestrue-ruralmechanismf.rtheunit.fTesegrityisanalyzedbyusingtheSVDmethod.andtheunitisp~ vedtOhea:[irst—order[n:[initesimalmechanismasresult.Theaffinitybetweenstructuralstiffnessarminitial p~-stressismadearesearchwiththeexampleofplaneTensegrity.Finally,someusdulconclusionsELFeo btained.[KeyWords]Tensegeitystructures;geometricalstable;structuralinitmlpre—stress16。
平行四边形环链机构构形
平行四边形环链机构构形
王戴薇;罗尧治
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2013(047)005
【摘要】为了利用已知机构形式拓宽建筑可变结构的设计思路,平行四边形环链机构被作为一类结构式机构进行几何构造形式的分析与衍化拓展.对2类平行四边形环链机构即旋板机构与双链形连杆机构从杆件几何连接形式上作对比分析,结果表明每一种旋板机构都可以对应一种双链形连杆机构,结果指出双链形连杆机构亦可设计成绕定点转动开启的板式结构；用欧氏几何分析方法解析平行四边形开链的运动机理,推得平行四边形环链机构共有的运动特性与可动条件；分析You和Wohlhart机构拓展思路所存在的问题,提出广义可折叠杆系结构(FBS)径向拓展和环向拓展2种拓展方法.
【总页数】6页(P812-817)
【作者】王戴薇;罗尧治
【作者单位】浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058
【正文语种】中文
【中图分类】TU318;TU399
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