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  • 简介:提出了一种新型球面壳,它由投影为四边形平面的六杆四面体单元集合组成,壳的成形构造简单,便于工业化预制生产和装配化施工.这种杆件数和节点数相对较少、网格抽空的球面壳,也能发挥双层壳的作用.文中给出并讨论了新型球面壳的基本结构体系和加强结构体系.为提高结构的刚度和稳定性,壳的上、下弦节点可采用刚接节点、半刚接半铰接节点和铰接节点,可形成四种节点布置方式和杆件特性,即四种不同计算模型的球面壳.本文作了竖向荷载作用下的受力特性分析,获得了基本与加强结构体系、四种节点布置方式的壳内力、位移的基本规律和相互差异,为工程设计和结构选型提供了依据.

  • 标签: 六杆四面体单元 球面网壳 基本结构体系 加强结构体系 刚接节点 半刚接半铰接节点
  • 简介:工程结构的整体稳定性反映了结构的抗倒塌能力,是工程结构设计要考虑的关键问题,初始缺陷对不同类型结构的整体稳定性会产生不同的影响.目前在网壳结构设计中,初始缺陷是按照第一阶屈曲模态的L/300(L为结构跨度),对结构施加初始变形.本文以2008年奥运会羽毛球比赛馆的张弦壳结构为工程背景,以两个不同形式的张弦壳为算例,分析了初始缺陷对张弦壳结构整体稳定性能的影响,对壳结构设计中施加初始缺陷提出了新的看法,为实际工程的设计计算提供了借鉴和参考.

  • 标签: 张弦网壳 整体稳定 初始缺陷
  • 简介:传统的Rayleigh阻尼系数计算法(两参考振型法)并不总是适用于单层柱面壳的地震时程分析,对基于多参考振型的Rayleigh阻尼系数计算方法在单层柱面壳中的应用进行了研究.分析结果表明,在某些地震波作用下,主要贡献振型数目较多,分布较为离散,且频率值相差较大,此种情况下基于多参考振型的计算方法比两参考振型法更为合理;而在另外一些地震波下,结构的主要贡献振型数目较少,分布较为集中,且频率值较为接近,此时基于多参考振型的计算方法和两参考振型法都可以应用.

  • 标签: 单层柱面网壳 时程分析 Rayleigh阻尼 多参考振型 加权最小二乘法
  • 简介:采用纤维单元法对FRP-混凝土-钢管组合柱短柱在偏心压力作用下的正截面受压承载力进行了分析.通过应力图简化、表达式近似等不同手段,分别对约束混凝土、钢管和FRP贡献的承载力表达式进行了简化,最后得到偏心受压短柱不考虑荷载二阶效应时的承载力实用计算公式.与现有试验结果比较表明,本文实用公式的计算结果具有足够精度且偏于保守,可为工程设计人员参考采用.

  • 标签: 纤维单元法 FRP管-混凝土-钢管组合柱短柱 偏心受压 承载力实用计算公式
  • 简介:对六杆四面体单元组成的球面壳结构的静力特性进行了模型试验研究.设计、制作了一个10m跨度的大型实物模型,测试了其在全跨加载和半跨加载两种工况下的静力特性,并与利用实际模型节点坐标建立的有限元模型计算结果进行对比,分析了误差产生的原因以及误差来源对模型静力特性产生影响的机理.测试和分析结果表明,模型的加工和安装精度对结构静力特性具有显著的影响,必须在实际工程中予以严格控制。

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 静力特性 模型试验
  • 简介:六杆四面体单元组成的球面壳是一种适应建筑工业化需求的新型空间结构体系.基于一个10m跨度的大型实物模型,对这种新型壳结构进行了装配化施工的实践研究.模型的六杆四面体单元全部预先加工完成,再按照拟定的施工方案,以其为基本单位进行安装,并对安装过程中出现的问题进行了总结和分析.模型安装完成后,利用全站仪测得所有节点坐标,并利用测得坐标重建有限元模型,通过与设计模型的静力计算结果进行比较,从理论角度分析了安装误差对结构静力特性的影响.本文工作能为这种新型球面壳的工程实践提供一定的指导。

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 实物模型 装配化施工 精度控制
  • 简介:对平面投影为四边形的六杆四面体单元组成的新型球面壳进行了稳定性能分析,包括特征值屈曲分析和考虑初始缺陷的双重非线性分析.分析工作主要由两个方面展开,一是对球面壳的基本结构体系和两种加强结构体系的四种采用不同刚、铰接节点布置方式的计算模型进行稳定性能对比,二是对采用同一种刚、铰接节点布置方式的不同结构体系的稳定性能进行比较.由此得到了刚、铰接节点布置方式对壳结构稳定性的影响,以及加强杆件对不同计算模型稳定性能提高效果的差异.根据对比分析的结果,结合实际工程经济、技术指标的要求,提出了这类新型球面壳宜优先选用的结构和节点体系.

  • 标签: 六杆四面体单元 球面网壳 基本结构体系 加强结构体系 特征值屈曲分析 非线性分析
  • 简介:新型金属混凝土长柱构件稳定性是必须要考虑的一个重要问题。根据高强钢的初始缺陷小于普通钢材,给出了高强钢管混凝土的稳定系数计算公式及常用高强钢管混凝土柱的稳定系数表。由于不锈钢应力应变曲线没有明显的屈服点和屈服平台,及其弹性模量略小于普通钢材,给出了不锈钢管混凝土柱的稳定系数计算公式及常用的稳定系数表。根据铝合金结构设计规范中铝合金结构稳定系数的计算公式,考虑“统一性”原理,给出了铝合金混凝土柱的稳定系数计算公式及常用的稳定系数表。并通过有限元模拟结果验证了3种金属混凝土稳定系数计算公式的正确性。

  • 标签: 金属管混凝土 长柱 稳定 高强钢 不锈钢 铝合金
  • 简介:随着计算机技术的发展,基于拓扑优化技术的轻量化设计在结构设计领域广泛运用.从目前的空间结构领域来看,针对具体项目的连续体结构的拓扑优化主要还是靠工程师的工作经验来进行,而采用系统性的优化策略来进行结构优化还并不成熟,尚待深入研究.六杆四面体球面壳是一种包含装配式建筑思想的新型空间壳体,近年来进行了广泛深入的研究.本文基于应变能最小准则针对这种新型壳结构的力学性能进行了截面尺寸优化,对优化前后壳各个方向的位移及各杆件截面尺寸的变化进行分析研究.优化结果表明,在减重百分之二十的条件下,结构刚度有了较大提高,竖向位移得到了有效控制,自动化的拓扑优化技术在新型空间结构体系上得到了较好的实现.

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 结构拓扑优化 轻量化设计
  • 简介:介绍了大连极地海洋动物馆屋盖结构体系及结构选型依据。其屋盖结构根据建筑造型及功能要求选用了双层网架、单层筒壳、单层球面壳及锯齿状锥面壳等4种空间结构体系。重点介绍了锯齿状锥面壳结构构成;并采用大型通用有限元软件ANSYS对锯齿状锥面壳部分进行了静力分析及几何非线性稳定分析,得到了此类结构的应力分布、位移分布等静力特性及稳定性能;对结构进行了模态分析,获得了其自振频率、振型等自振特性,为后续对结构进行动力分析提供了基础。结果表明,该结构设计符合规范要求,稳定性良好,适于建筑造型呈锯齿状,屋面恒荷载较小的建筑物屋面。可为今后该类结构的设计提供一定理论依据。

  • 标签: 结构选型 锯齿状锥面网壳 静力分析 非线性稳定分析 自振特性
  • 简介:利用蒙特卡洛模拟技术以及基于Spearman秩相关系数的灵敏度分析方法,对工程常用的16种K6型单层球面壳进行了参数分析.利用ANSYS进行了64000次双重非线性模拟运算并对计算结果进行了统计分析,得到了其弹塑性稳定极限承载力对于所有杆件的灵敏度值.总结了K6型单层球面壳不同位置杆件对其弹塑性稳定极限承载力的影响规律,并对计算分析结果进行了验证.

  • 标签: 单层球面网壳
  • 简介:本次会议包括下列主题:建筑、应用及实例研究;节点的静力及疲劳性能;钢管混凝土及组合构件;海上结构;抗震性能;设计规范及标准的进展;专家系统及知识库系统;材料性能及结构可靠性;结构的可持续发展;抗火性能。

  • 标签: 管结构 加拿大 魁北克 国际 钢管混凝土 知识库系统
  • 简介:基于有限元分析对方型鸟嘴式十字节点在支非对称轴力作用下的应力集中特性进行研究,得到热点区域的应力集中系数(SCF)及其分布规律,并与传统正放式节点的分析结果对比.选用典型无量纲参数建立节点的有限元模型,并采用实体单元模拟焊缝的几何形状.结果表明:对于单侧支轴力工况,CIDECT疲劳设计指南中针对传统正放式十字节点的SCF叠加公式并不适用于方型鸟嘴式节点,原因在于后者的主管壁板之间存在更明显的相互作用,从而导致节点的非支轴力侧也产生显著的应力集中.通过引入新的荷载工况X-BFam来考虑纯单侧支轴力作用,提出了同时适用于传统正放式和方型鸟嘴式十字节点在支非对称轴力作用下的SCF叠加修正公式.

  • 标签: 方管节点 鸟嘴式节点 热点应力 应力集中系数 支管轴力
  • 简介:本文基于焊接空心球节点单层壳结构时构造特点,给出了一种不增加总自由度数的考虑焊接空心球节点影响的单层壳结构几何非线性有限无分析方法。与普通的单层一壳结构几何非线性空间粱单元法相比,谊方法在每一荷载增量步中增加了焊接空心球节.最对结构受力影响的近似计算过程。该过程包括球节点上不平衡力的计算、分配及修正位移增量计算,而修正位移增量计算采用的本增量步的切线刚度矩阵,因此实际增加的计算量并不大。

  • 标签: 焊接空心球 单层网壳结构 球节点 几何非线性 切线刚度 荷载