单层叉筒网壳结构的网格形式与受力特性

叉筒网壳是由圆柱面网壳交贯而成的新型网壳结构,有谷线式(“帽檐”式)和脊线式(“瓜瓣”式)两类曲面,两类曲面可根据柱面网壳的杆件布置方式形成各种网格形式.本文首先对各种网格形式的单层叉筒网壳的内力与变形进行比较,继而选取三角形网格Ⅰ型进行了详细的参数分析和几何非线性分析,总结了单层叉筒网壳的受力特性.     

单层脊线式叉筒网壳与膜型网壳的比较分析

叉筒网壳是由柱面网壳交贯而成的新型网壳结构 ,根据相贯线的特点可分为谷线式和脊线式两种基本形式 ;膜型网壳是参照膜型扁壳的成型方式设计的。脊线式叉筒网壳在造型上最明显的特点是光滑的圆柱面交贯形成脊线 ,曲面在脊线处发生突变 ;而膜型网壳曲面则是完全光滑的。为了探讨脊线的造型特征对结构性能的影响 ,将覆盖平面同为正方形的单层脊线式叉筒网壳与膜型网壳进行了对比分析     

一种矩形平面弦支柱面网壳的形体及受力特性研究

弦支穹顶是一种典型的由索、杆、梁单元组成的空间结构,可充分发挥预应力技术的优势来提高单层网壳的刚度和承载能力.近年来已有较多的研究和工程应用,如用于体育建筑、会展建筑等,但其建筑平面多为与穹顶球面(椭球面)网壳相应的圆形平面(椭圆形平面),比较单一,影响了推广应用范围.本文提出一种由上部单层柱面网壳和下部弦支体系组合而成矩形平面的弦支柱面网壳,对其结构型体进行了研究.根据单层柱面网壳网格类型和弦支形式提出了n环弦支单向斜杆正交正放网格型柱面网壳、n环弦支两向正交正放网格型柱面网壳、n环弦支联方网格型柱面网壳、n环弦支三向网格型柱面网壳等四种弦支柱面网壳.以单跨单波三环弦支单向斜杆正交正放网格型为例对弦支柱面网壳的受力特性进行了深入研究,探讨了预应力水平、杆件截面、矢跨比等参数变化对弦支柱面网壳内力和变位的影响,并对其特征值屈曲、非线性屈曲和基本模态进行了分析.分析研究结果表明,矩形平面的弦支柱面网壳是一种技术经济指标优越、有推广应用前景的新型空间结构.     

单层球面网壳结构选型优化设计

针对5种典型单层球面网壳结构型式(联方型、施威德勒型、凯威特型、三向格子型和短程线型),本文采用基于离散变量的序列两级截面优化算法对一百个不同跨度(30m~60m)、不同矢高(1/3~1/7)的网壳进行截面优化设计,在截面优化设计结果中提取选型所需的优秀样本,一个优秀样本由3部分组成:跨度,矢跨比和该跨度、矢跨比下用钢量最少的网壳结构类型;然后利用BP人工神经网络对复杂非线性映射关系的模拟能力建立网壳跨度、矢跨比与用钢量最少的网壳型式之间的映射关系,避免了结构选型优化的多维、多重非线性模型的求解困难,通过截面优化简便地实现了网壳结构的选型优化。     

钢管混凝土网壳的可行性分析

提出了一种新型空间组合网壳结构—钢管混凝土网壳结构。总结了模拟构件的材料模。采用钢管混凝土统一理论,确定出组合材料性能指标。利用有限元分析程序ANSYS对应用最广的Kiewitt8型(K8型)单层球面钢网壳和单层球面钢管混凝土组合网壳进行建模和求解,得出不同跨度和矢跨比、不同杆件截面尺寸的纯钢网壳和钢管混凝土网壳的荷载-位移曲线,结合目前市场上钢管和混凝土的价格,经过对两种网壳的自重、承载力、用钢量、造价等方面的对比分析,指出钢管混凝土网壳的优越性。     

单层柱面网壳相贯节点刚度模拟方法研究

节点刚度对单层网壳结构的变形与稳定性能影响显著.本文提出一种相贯节点刚度的计算方法,通过梁元模型与壳元模型之间的对比,可以较为准确地模拟相贯节点的轴向刚度以及面内与面外抗弯刚度.对T型、Y型、X型、K型等多种相贯节点的变形性能、弹簧刚度及其影响因素进行了深入分析,研究了支管杆端变形与主管径厚比的关系,探讨了梁元模型对单层网壳结构的适用条件.为了验证该计算方法的正确性,分别采用梁元-弹簧模型与多尺度分析模型,对单层柱面网壳结构的变形性能与屈曲特征值进行了分析,结果表明两种模型具有较好的一致性.最后,给出了在单层柱面网壳结构设计时,考虑相贯节点刚度的相关建议.     

斗拱型网壳的自振特性分析

斗拱型网壳结构是一种新型的结构形式,尤其适用于大跨度的空间建筑。对一个跨度为80 m的斗拱型网壳的自振特性进行分析发现,其自振特性与单层球面网壳的自振特性十分相似,自振频率分布密集,甚至有一些自振频率几近相同。对支座铰接和固接两种情况下斗拱型网壳结构的自振特性进行比较可知,层间的连接方式对其自振特性几乎无影响。     

拱支网壳结构的试验研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式.为进一步研究该结构形式的受力性能,本文制作了以K6-4型(Kiewitt型)单层网壳结构为基础所构成的两种具有代表性的拱支网壳结构模型,进行试验研究,同时还采用一个同尺寸的纯单层网壳模型作对比试验,并将试验结果与理论分析结果进行比较.结果表明,由于拱结构的参与,该杂交结构的受力性能得到明显的改善.     

底质粒径和水温对不同规格毛蚶苗潜沙能力的影响

为探究底质粒径和水温对毛蚶Scapharca subcrenata苗潜沙能力的影响,以小、中、大3种规格的毛蚶(壳长分别为5~8、9~12、13~15 mm)为试验对象,并以细、中、粗3种沙(粒径分别为125~250、251~500、501~1000μm)为底质,进行了不同底质粒径对不同规格毛蚶苗潜沙率影响的研究,同时进行了水温(5、9、13、17、21、25℃)对不同规格毛蚶潜沙率影响的研究。结果表明:试验初期(10min),小、中、大3种规格的毛蚶在粗粒径底质中的潜沙率总体低于细、中粒径底质条件下的潜沙率,并分别在300、60、120 min时达到细粒径底质条件下的潜沙率;480 min前,小规格组毛蚶的潜沙率总体高于同期中、大规格组,480 min后,大规格组毛蚶的潜沙率总体高于同期中、小规格组;试验结束(1440min)时,底质粒径对毛蚶潜沙率的影响均不显著(P>0.05),相对小规格个体,大规格毛蚶潜沙率更高;当水温为21℃及以下时,毛蚶潜沙率随着温度的升高而升高;水温为25℃时,试验初期(40 min)毛蚶的潜沙率较高,但之后潜沙率上升缓慢且出现个体死亡现象。研究表明:壳长为5~12 mm的毛蚶在粒径为251~500μm的底质条件下潜沙率较高,而壳长为13~15 mm的毛蚶在粒径为125~250μm的底质条件下潜沙率较高;水温21℃时,壳长为9~12 mm的毛蚶潜沙率最高。     

核壳结构复合吸波材料研究进展

在综述电磁波材料吸波工作原理的基础上,讨论了核壳结构材料在吸波领域的优势.重点介绍了近年来不同类型核壳结构复合吸波材料的研究进展,主要包括铁氧体型、磁性金属微粉及其氧化物型、陶瓷型、导电聚合物型、碳系材料型等核壳结构复合吸波材料.同时对不同类型的核壳结构吸波材料的制备方法、组织结构和微波吸收性能进行了详细的归纳评述.最后对核壳结构复合吸波材料的发展趋势进行了展望,主要包括多层核壳结构,yolk-shell结构以及与其他材料结构相复合的特殊结构,为进一步研究核壳结构复合吸波材料提供参考.