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  • 简介:针对K8型单层球面网在阶跃荷载下的响应进行了系统分析,综合多项特征响应指标分析了结构响应特点并给出结构破坏定义.在大量参数分析的基础上,讨论了屋面重量、矢跨比、跨度和初始缺陷对结构破坏临界荷载、结构塑性发展、位移延性系数的关系,为网动力破坏机理研究提供了大量基础性材料.

  • 标签: 网壳结构 阶跃荷载 动力破坏 延性
  • 简介:通过半刚性节点模型,利用有限元方法对球面网结构进行动力分析.建立了半刚性情形下单元刚度矩阵,通过求解特征值问题,得到半刚性球面网结构自振特性规律,并与理想刚接及理想铰接情形进行了对比.采用时程分析法对球面网进行了水平地震作用下的分析计算,比较了半刚性节点模型所得结果与理想刚接及理想铰情形的异同,说明使用半刚性模型进行结构计算分析的合理性.论文结论对网结构的工程设计及施工有一定的参考价值.

  • 标签: 半刚性连接 球面网壳 自振特性 地震响应
  • 简介:空间网结构自重轻、跨度大,因而风荷载对结构常起到主要甚至控制作用.铝合金作为新兴的金属材料,其弹性模量和密度均大约为钢材的1/3,与钢网结构相比,铝合金网结构对于风荷载更为敏感.本文通过谐波叠加法分别得到网结构各个节点的具有Davenport谱和Panofsky谱功率特征的水平和竖向风速时程,并将风速时程转化为风压时程,按照荷载规范计算得到的风压系数,对铝合金网结构进行时程响应分析,得到结构各处的风振响应,并采用节点位移风振系数、支座反力风振系数及杆件内力风振系数来衡量结构的风振特性.此外,与相同跨度的钢网结构进行了风振系数的对比.

  • 标签: 铝合金网壳 风振分析 时程分析 风振系数
  • 简介:板锥网结构是一种新型的空间结构,它是在板锥单元系和常规的双层网结构的基础上组合形成的一种新型结构的形式,具有良好的技术经济效益和建筑视觉效果,本文首先对这类结构的形式和构成进行了分析,然后用有限元法编制了相应的程序对其进行了受力性能分析。

  • 标签: 板锥网壳结构 建筑视觉 受力性能 受力特性 空间结构 双层
  • 简介:圆柱屈曲一般对壁上微小几何缺陷的型式和幅值均十分敏感.为了能将缺陷的不同分量和圆柱的结构特征联系起来以及研究缺陷各分量对屈曲强度的影响,缺陷通常采用傅立叶级数分解.然而,大多数先前的研究选取不适当的傅立叶级数得到不正确的结果.本文首先考察傅立叶级数的数学描述基础,进而讨论不同傅立叶级数在描述不同型式几何缺陷的表现,从而得出如何选取适当的傅立叶级数用来描述圆柱几何缺陷的结论.采用这些适当的傅立叶级数,能更好地了解圆柱几何缺陷的特征分量以及这些分量对壳体屈曲强度的影响.

  • 标签: 傅立叶级数的选取 圆柱壳 几何缺陷 壳体屈曲 傅立叶分解
  • 简介:间隙销支座用作三向不动铰应用于支座所在平面为圆形的球面网,存在较大的结构安全隐患。本文以某斜置单层球面网工程为例,分析了间隙销支座受力体系,用数据说明在销孔中将发生滚动,斜置球面网销支座切向将产生下滑,造成周边各个支座受力不均,部分支座顶紧、部分支座腾空,结构受力状态失控、不利,结构存在安全隐患。

  • 标签: 支座体系 间隙销支座 单层球面网壳
  • 简介:通过对基础隔震的单层柱面网缩尺模型进行正弦波扫频和多组实际地震波激励的振动台试验,系统研究了水平地震作用下HDR支座的隔震性能.分别测试了无隔震网和基础隔震网模型的动力特性、一致激励和行波激励下结构的加速度、位移及杆件应变等动力响应,分析了行波效应对隔震大跨网屋盖地震响应的影响.试验结果表明:HDR支座基础隔震有效延长大跨网结构的自振周期,大幅度降低隔震层以上结构地震响应,隔震后上部结构的运动趋于同步;行波激励下,结构地震响应沿地震波传播方向相对逐渐增大,地震波传出端附近的隔震支座剪切变形明显增大,按一致激励设计偏于不安全.

  • 标签: 单层柱面网壳 高阻尼橡胶支座 隔震 多点激励 振动台试验
  • 简介:叉筒网由圆柱面网交贯而成,局部双层叉筒网是介于双层叉筒网和单层叉筒网之间的网结构形式.本文首先提出了三种局部双层网的构成方式,继而针对局部双层叉筒网的布局特点,对其进行了非线性、线性、刚接、铰接等多种计算模型的比较分析,揭示了双层区域的线性性质和单层区域的非线性性质,进而有的放矢地提出了"非线性-线性联合"这种适合局部双层网分析的合理、准确、高效的方法.

  • 标签: 叉筒网壳 局部双层叉筒网壳 计算模型 非线性-线性联合分析
  • 简介:本文对菱形平面单块扭的曲面特性进行研究,求得曲面方程式,然后按壳体薄膜理论求内力、同时按壳体有矩理论,采用有限元法作内力及住移的数值计算,编制了薄膜内力、弯矩、扭矩及桡度的数值计算表,文中附有工程实例,可供设计参考。

  • 标签: 扭壳 有限元法 薄膜内力 扭矩 菱形平面
  • 简介:以某大跨度网结构为研究对象,对建筑结构进行了风洞试验.将风洞试验体型系数结果引入大跨度网结构并优化设计.应用复形法建立了网结构目标函数,初步拟定网结构的网格尺寸、网厚度、网矢高,以杆件的截面面积为设计变量,杆件的强度和最小截面尺寸为约束条件,并编制了相应的程序,对三圆弧网结构外形尺寸进行多种方案的优化设计,比较试验与规范风载体型系数优化结果,为类似网结构设计提供参考.

  • 标签: 风载试验 体型系数 网壳结构 优化设计
  • 简介:索承网是基于单层球面网和张拉整体体系的一种合理的新型杂交大跨空间结构.本文讨论了索承网的结构组成、成形过程和受力原理,并结合一个工程实例,进行非线性有限元静力分析、特征值屈曲分析、非线性屈曲分析以及有初始缺陷的非线性屈曲分析,并与同样形式的单层网结构进行比较,系统地研究了索承网的受力特性.结果表明索承网改善了结构的受力状态,增大了网结构的强度、刚度和稳定性,有着很高的结构效能,具有跨越大跨度的潜力,应用前景广阔.

  • 标签: 索承网壳 静力分析 屈曲分析
  • 简介:建立了半刚性连接网结构的有限元模型,推导了考虑节点柔性的三维梁单元刚度矩阵,并对单元的固端力做了修正.在此基础上编写了相应的用户子程序UEL,该程序可以对半刚性连接的网结构进行节点位移和杆件内力的计算分析.算例验证了本文所提出的模型及所编程序的正确性,最后分别对单层和双层网结构进行了半刚性节点分析,通过计算得到了一些有益于指导网工程设计的重要结论.

  • 标签: 网壳结构 半刚性连接 有限元模型 静力分析
  • 简介:钢-混凝土组合肋是一种新型大跨度空间结构,边界约束对结构的极限承载力和稳定性具有很大影响.基于非线性有限元理论,建立了考虑几何非线性和物理非线性的数值计算模型,以40m跨、三种不同截面尺寸、不同矢高下的钢-混凝土组合肋为例,分析了包括周边固定、周边铰支、点固定和点铰支在内的四种边界约束对结构极限承载力和结构破坏形态的影响.结果表明,截面尺寸和矢高相同时,边界约束越接近刚性,极限承载力越大;随着截面尺寸增大,不同边界约束下承载力比值增大,但随矢高增大,反而减低;不同边界条件对结构失稳形态影响很小,结构均为极值点失稳,荷载-位移曲线的走势大致相同;随着组合肋截面尺寸增大,组合肋在不同约束条件下均表现出越来越高的屈曲后强度.

  • 标签: 组合肋壳 边界条件 非线性稳定 极限承载力
  • 简介:空腹网是由平板型空腹网架演化而来的新型曲面空间网格结构,形式多样.为了解其中肋环型球面空腹网结构在竖向静载作用下的力学性能,本文采用空间梁单元,在边界上、下弦节点均约束线位移时共计算了22个算例,讨论了矢跨比、网厚度、网格圈数等参数对其变形和内力的影响.分析表明,肋环型球面空腹网可看作是两个具有相同曲率中心的单层网通过竖腹杆连接而共同工作,其矢跨比不宜小于1/6,网厚度和网格圈数对结构力学性能的影响较小.本文还进行了这种结构与单层网的对比分析,表明其具有良好的技术经济指标.

  • 标签: 球面空腹网壳结构 肋环型 有限元法 竖向荷载 静力性能
  • 简介:单层网结构是缺陷敏感结构,经截面优化设计的单层网结构对初始几何缺陷分布形式更加敏感.在多种缺陷分布形式下,对截面优化后的网模型进行双重非线性整体稳定性分析,研究杆件截面取值与缺陷分布、结构极限承载力之间的关系.结果表明:截面优化寻优结果与初始几何缺陷分布有直接关系,增大缺陷较大处杆件截面能显著提高结构承载力;经截面优化设计的网仅在其设计初始几何缺陷下稳定承载力满足设计要求,在其他缺陷下承载力均下降明显.本文对这一现象进行了深入的研究,并通过优化"杆件分组"的方式改进了由截面优化设计导致的结构稳定承载能力对缺陷分布的高度敏感性,提高了结构整体稳定承载力的鲁棒性,同时降低了结构的耗钢量.

  • 标签: 网壳结构 初始几何缺陷 截面优化设计 缺陷敏感 极限承载力
  • 简介:为研究杆件稳定、初始几何缺陷、几何非线性、材料非线性对某单层球面网结构整体稳定性的影响,首;l己对结构进行线性屈曲分析得到屈曲模态和临界荷载,其次采用弧长法对结构进行非线性屈曲全过程分析,同时确定最不利初始几何缺陷分布模态,最后采用Newton—Raphson法对按此最不利缺陷分布的结构进行弹塑性屈曲全过程分析.计算表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布的一致缺陷模态法町能不适用于大跨单层球面网结构的稳定性分析;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;初始几何缺陷和材料非线性对结构稳定性的影响较大.

  • 标签: 单层球面网壳 初始几何缺陷 非线性屈曲
  • 简介:施工误差、杆件的初偏差等不可控制因素必然导致网结构具有一定的初始缺陷.初始缺陷及其随机性是影响结构稳定和承载力的重要因素.基于标准正交基的随机场展开法为理论基础,通过对随机初始缺陷相关结构的分解将其投影在结构屈曲模态正交基上.算例表明,本方法可以用较少的随机变量描述原随机缺陷场,从而全面高效地寻求初始缺陷的最不利分布形式,保证缺陷敏感性结构具有较高的安全可靠性,适用于大型工程结构的随机缺陷分析.

  • 标签: 网壳结构缺陷 随机场 弧长法 屈曲模态 标准正交基 正交展开
  • 简介:球面网可以覆盖没有支柱的大空间,而且造型美观,近年来得到快速发展和广泛应用.在众多网型式中,有一种新颖的外铺带肋钢板球面肋环型网,在鞍钢、武钢等新型煤气柜工程中作为顶盖广泛使用.该结构特点是轻质、大跨,所以稳定性问题特别突出,必须对其进行稳定性分析.本文基于几何非线性有限元理论,借助弧长法,利用结构分析软件ANSYS,对考虑局部屈曲后强度利用的铺钢板肋环型网结构进行全过程计算,绘制了结构的荷载一挠度曲线.通过对荷载一挠度曲线的分析,探讨了结构失稳的原因和屈曲过程,得到了一些有价值的结论.此外,对不同矢跨比及不同截面的铺钢板肋环型网进行稳定分析,发现许多有规律的现象.这些结论和发现对工程设计具有一定的指导意义.

  • 标签: 网壳 钢板 稳定性 屈曲 极限荷载 几何非线性
  • 简介:采用变换荷载路径法,对某大跨度双层球面网结构进行双重非线性屈曲及强度分析,研究其抗连续倒塌性能,并根据失稳及强度破坏准则探讨大跨度双层球面网结构连续倒塌的失效机理.研究表明,双层球面网结构冗余度较高,在使用荷载作用下结构8个节点的严重局部破坏都未引发其连续倒塌,本文中的双层网结构直到受到3倍左右使用荷载时才发生连续倒塌破坏;通过不断加大结构所受荷载幅值,发现没有局部破坏的完整大跨度双层球面网结构最终倒塌时发生失稳破坏,遭到轻微局部破坏的结构最终倒塌时是失稳和强度破坏的共同作用,遭受严重局部破坏的结构最终倒塌时发生强度破坏.

  • 标签: 双层球面网壳 连续倒塌 失效机理 变换荷载路径法 失稳破坏 强度破坏