空腹夹层网壳的动力特性分析(英文)

空腹夹层网壳是一种新型的曲面空间网格结构,它是由空腹网架结构演化而来.为了探究此类结构的动力特性,本文采用空间梁单元,通过参数化分析方法计算了大量算例,讨论了矢跨比、网壳厚度、网格划分频数以及弦层刚度对其动力特性的影响.为了使计算结果具有可比性,本文对所有计算算例施加相同的外部荷载.分析表明,矢跨比和厚跨比对空腹夹层网壳的动力特性有明显影响,但是网格划分频数及弦层刚度对结构的动力特性影响并不明显.     

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用北大核心

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。     

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。     

铺钢板肋环型网壳的稳定性研究

球面网壳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.在众多网壳型式中,有一种新颖的外铺带肋钢板球面肋环型网壳,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壳结构进行全过程计算,绘制了结构的荷载-挠度曲线.通过对荷载-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壳进行稳定分析,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.     

某仨连体型开口单层球面网壳的设计与研究

针对某仨连体型开口单层球面网壳,对壳体分别采用肋环型、肋环斜杆型、扇形三向网格3种分割方法进行设计并对其进行对比研究。文章对连体型单层开口球面网壳的设计有一定的参考价值。     

一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构及其受力性能研究

提出了一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构形式,该结构不仅充分利用了索穹顶的受力特性,而且发挥了单层网壳便于铺设刚性屋面板的优势。给出了葵花型、肋环型、Kiewitt型、鸟巢型4种索穹顶结构与相应网格布置的单层网壳的组合结构形式,结构顶部可采用封闭和开口两种形式。定义了索穹顶与单层网壳之间连接杆的荷载传递系数、索穹顶和单层网壳的支座竖向反力分配系数。以葵花型索穹顶与单层网壳的组合结构为例,探讨了结构在均布荷载和集中荷载作用下的受力性能以及结构的矢跨比、预应力水平、网壳杆件截面等参数对结构受力性能的影响。计算结果表明,外荷载越小、矢跨比越小、预应力水平越大和网壳杆件截面越小,索穹顶承担的外荷载比例越大。     

新型阶梯式肋环型球面网格结构力学性能分析

阶梯式肋环型球面网格结构是一种新的结构形式,具有较强的建筑表现力,其结构性能介于单、双层网壳之间,具有较好的稳定承载力.通过对不同矢高的阶梯式肋环型球面网格结构的静力参数分析,得到了这种结构的基本性能特点与传力规律.通过动力特性分析,反映了结构基本的刚度分布规律.稳定性分析是壳体结构必须进行的计算,通过线性特征值与非线性极限稳定性分析计算了此类结构的失稳模式与极限承载力,从而较为全面地分析了这种结构的结构性能,得到了一些有意义的结论.     

杂交型椭球面网壳受力性能比对分析及形状优化设计

杂交椭球面网壳几何构造简单、结构受力合理,可改善肋环型、施威德勒型单一椭球面网壳顶点杆件连接过多及顶点附近应力集中的弊端。本文通过引入杂交型椭球面方程,采用ANSYS软件APDL参数化设计语言,研制了两类六种杂交型椭球面网壳参数化设计宏程序;并通过形状优化设计研究了其跨度、矢跨比、上部结构径向结点圈数等宏观几何参数变化对杂交型椭球面网壳受力特点的影响规律;得到一些具有工程价值的结论。     

三向球面空腹网壳稳定性分析

利用非线性有限元法对三向球面空腹网壳稳定性能进行了研究,采用了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种方法来考查了三向球面空腹网壳的屈曲模态和失稳全过程。通过大规模的几何参数分析得到了不同矢跨比、网壳厚度和不同支承条件下的荷载—位移曲线和极限承载力。最后将三向球面空腹网壳与相同用钢量的单层网壳进行了对比。     

非对称荷载作用下具有初始几何缺陷的单层球面网壳的稳定极限承载力研究

为了研究非对称(半跨均匀)荷载对具有初始几何缺陷(节点偏差)的单层球面网壳稳定性的影响,采用N阶特征缺陷模态法模拟节点偏差,利用有限元软件ANSYS对矢跨比分别为1/3、1/4、1/5、1/6和1/7的K8型单层球面网壳进行了荷载-位移非线性全过程分析。通过对网壳结构施加全跨缺陷、半跨缺陷、全跨荷载、半跨荷载不同组合作用的方法,可以判断结构对非对称荷载的敏感程度以及非对称荷载与初始几何缺陷对结构相互影响的关系。分析表明:单层球面网壳在施加半跨缺陷和半跨荷载组合下的最不利缺陷模式均出现在前3阶,此状态下网壳的稳定极限承载力极低;矢跨比为1/5的K8型单层球面网壳结构受半跨缺陷影响较大,其稳定极限承载力下降最为显著;单层球面网壳结构全跨缺陷的最不利分布模式受荷载布置方式的影响较小;在非对称荷载作用下,初始几何缺陷的分布模式对单层球面网壳结构的稳定极限承载力影响较小。     

板片空间结构及其经济性分析

板片空间结构是一种受力性能合理,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文对板片空间结构的形式进行了探讨并提出分类,详细介绍了板片空间结构的特点,并对板片空间结构进行了经济性分析,可供工程应用参考。     

板锥网壳结构的静力特性分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式.作者对板锥网壳结构的连接构造进行了探讨,采用组合结构有限元法对板锥网壳结构的静力特性及其影响因素进行了系统分析研究,并与普通双层网壳结构进行了比较.分析结果表明,板锥网壳结构比双层网壳结构具有更大的优越性.     

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。     

板锥网壳结构的分析与设计

为了在我国推广应用板锥网壳结构这种新型空间结构形式,对板锥网壳结构的设计方法与连接构造措施、施工与安装技术进行探讨,着重研究了复合材料层合板的设计计算,并提出了一种适用于板锥网壳结构的新型节点形式,可供实际应用参考。     

干煤棚网壳结构极限承载能力分析及其合理设计

通过对发生局部破坏的干煤棚网壳结构进行极限承载能力分析 ,采用短期荷载组合对受损网壳的极限承载能力进行核算 ,继而得出结构的极限破坏形式。结果表明 ,网壳结构具有较高的安全储备 ,是一种合理的空间结构。同时提出了一些改进壳体结构设计的建议 ,可供设计人员参考     

板锥网壳结构的承载能力分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文考虑板片和杆件协同工作时的几何非线性,采用弧长法跟踪荷载—位移全过程平衡路径,对板锥网壳结构的极限承载力性能进行全过程非线性跟踪分析,确定其稳定性能及杆件和锥体单元板件屈服顺序,对板锥网壳结构的破坏机理和极限承载力等问题进行了研究,并与普通双层网壳结构进行了比较,得出了可应用于工程实践的重要结论。     

上海世贸商城多功能厅屋盖网壳设计

介绍了上海世贸商城多功能厅网壳设计 ,工程中的单向单曲拱形网壳支承高差为 1 4m ,通过合理设置支座边界约束条件 ,确保了网壳结构的实际受力状况与计算模式一致。结构分析时考虑了网壳两侧有山墙的竖向平面桁架 ,整体分析结果比较符合实际受力情况。     

板锥网壳结构的动力特性分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理 ,技术经济效益良好的新型空间结构形式。对板锥网壳结构的自振特性及其影响因素进行了系统分析研究 ,并与普通双层网壳结构进行比较 ,得出了可应用于工程实践的重要结论     

Coupling Effect of Nodal Deviation and Member Imperfection on Load-Carrying Capacity of Single-Layer Reticulated Shell

Single-layer reticulated shell is sensitive to imperfections. To clarify the effect of member imperfection, nodal deviation and their couplings on load-carrying capacity of reticulated shell, the equivalent load method (ELM) is developed in the present study to establish single-layer reticulated shell with random member imperfection, and its realization procedures in FEM package are well-elaborated. The main conclusions are summarized as follows: the proposed ELM is of high efficiency to form member imperfection in space structures. For reticulated shell only with member imperfection, the limit load is more or less influenced by member imperfection. With the increase of amplitude of member bow imperfection, limit load gradually decreases. Load-carrying capacity of reticulated shell with larger amplitude of bowed member is more sensitive to bending direction of bowed member than the one with smaller amplitude. Load-carrying capacity of the reticulated shell considered is extremely sensitive to nodal deviation. For reticulated shell with nodal deviation and member imperfection, the effect of member imperfection on load-carrying capacity is closely related to the magnitude of nodal deviation. Load-carrying capacity of shell with smaller nodal deviation is obviously affected by member imperfection, while not sensitive to member imperfection for reticulated shell with larger one. Member imperfection can be neglected when nodal deviation is large enough. Load-carrying capacity of reticulated shell is also influenced by bending angle of bowed member. On the whole, load-carrying capacity of reticulated shell with larger amplitude of member imperfection is more sensitive to bending direction than the reticulated shell with smaller one.

     

板锥网壳结构的拟三层壳分析法

板锥网壳结构是一种受力性能合理 ,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文对板锥网壳结构提出了一种连续化的分析方法 ,根据其受力特点按照刚度等效的原理 ,采用弹性力学的基本方法推导出板锥网壳结构的等代壳体刚度 ,将其连续化为能共同作用的特殊形式的三层薄壳 ,按薄壳理论建立其位移法和混合法的基本微分方程。通过对微分方程的求解 ,计算其整体位移及结构内力。该法具有一定的精度 ,可宏观地了解结构的力学性能 ,并可用于板锥网壳结构的初步设计。