K6角锥体系球面网壳参数化设计与受力特点分析

以K6型正、倒放三角锥体系球面网壳为研究对象,采用ANSYS软件自带参数化设计语言APDL,研制了参数化设计宏程序;实现了给定网壳跨度S、矢高F、环向对称区域份数Kn、径向节点圈数Nx等参数下,该类球面网壳的参数化建模与设计;并对其受力特点进行了分析,研究了这两类K6型球面网壳结构位移和应力分布变化规律.结果表明：（1）在跨度S、矢高F相同的情况下,可以通过增加径向节点圈数Nx的方法来提高整体结构的刚度和强度;（2） K6正放与倒放三角锥球面网壳相比,K6正放三角锥球面网壳的刚度较高,它是工程中优先选用的一种结构形式.     

蜂窝型球面网壳参数化设计

介绍蜂窝型球面网壳结构,利用有限元软件ANSYS参数化设计语言APDL,建立蜂窝型即六边形球面网壳模型,提取杆件长度,并对其进行受力分析。结果表明,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下蜂窝型球面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大方便;由于网壳只有两类长度相等的杆件,便于工业化大批量生产;同时结构具有良好的建筑视觉效果。     

蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计及加强

利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。