蒙皮效应对铝合金单层网壳结构性能的影响

为研究蒙皮效应对铝合金单层网壳结构性能的影响,运用有限元软件的参数化建模建立系列结构模型,对网壳结构进行静力分析与非线性稳定分析,考察蒙皮效应对网壳静力性能及非线性稳定极限承载力的影响。结果表明:蒙皮效应可以降低绝大部分杆件的轴应力与弯曲应力;考虑蒙皮一般可以提高网壳的稳定极限承载力,提高幅度随着矢跨比的增大而增大,随着跨度的增加而减小,但也出现个别网壳承载力反而降低的情况,为安全起见,建议在单层网壳静力分析与整体稳定分析中考虑蒙皮的作用。     

半刚性节点对单层球面网壳的影响

单层球面网壳作为网壳结构的一种常见形式,对研究网壳结构有着重要意义。随着计算机的普遍应用,模拟并研究节点半刚性已经成为可能。典型算例结果表明,NIDA程序可以准确考虑各种缺陷和设计参数对钢结构稳定承载力的影响。文章主要利用NIDA软件,在模拟节点不同刚度的情况下,研究半刚性节点对于单层球面网壳位移,内力的影响,对刚度进行静力分析。最后对单层网壳的稳定性进行部分深入研究,全面探究半刚性节点对单层球面网壳性能的影响。从而揭示一阶效应在网壳研究中的弊端,而应该采用二阶效应的研究方法,为今后单层球面网壳的进一步研究提供参考。     

铝合金单层网壳屋面板蒙皮效应研究北大核心CSCD

针对铝合金单层网壳结构,采用有限元分析方法研究了外荷载作用下屋面板的受力模式、应力构成以及蒙皮效应对网壳整体稳定性和经济性的影响。研究表明:屋面板在提供蒙皮效应作用时处于低应力状态且以受拉为主;考虑蒙皮效应后铝合金单层网壳的整体稳定极限承载力可提高5%~28%,提高幅度随矢跨比的增大而增大,随跨度的增加而减小;具体案例分析表明,考虑蒙皮效应后主结构构件的材料用量可减少7%~10%。     

铝合金单层网壳屋面板蒙皮效应研究

针对铝合金单层网壳结构,采用有限元分析方法研究了外荷载作用下屋面板的受力模式、应力构成以及蒙皮效应对网壳整体稳定性和经济性的影响。研究表明:屋面板在提供蒙皮效应作用时处于低应力状态且以受拉为主;考虑蒙皮效应后铝合金单层网壳的整体稳定极限承载力可提高5%～28%,提高幅度随矢跨比的增大而增大,随跨度的增加而减小;具体案例分析表明,考虑蒙皮效应后主结构构件的材料用量可减少7%～10%。     

半刚性螺栓球节点空间网壳结构受力性能研究

空间结构中常用的节点多数都是介于刚接和铰接之间的一种半刚性节点。国内对用于空间结构中的半刚性节点以及半刚性节点网壳的研究目前还比较少。基于半刚性节点的试验研究,得到了螺栓球半刚性节点在弯矩荷载和压弯荷载共同作用下的弯矩-转角曲线。利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了用于空间半刚性网壳结构的有限元分析模型。最后,将由试验得到的节点的弯曲刚度带入半刚性凯威特单层网壳的数值模型中,考虑几何参数和节点刚度对半刚性网壳稳定性的影响,展开了大规模的弹塑性全过程分析,通过系统的参数分析,较为全面地掌握了半刚性单层网壳的稳定性能,并进一步总结得出了螺栓球半刚性节点单层球面网壳的稳定承载力公式。     

铝合金网壳结构研究现状

铝合金空间网壳结构具有极大的发展前景。从典型工程实例、杆件稳定性、网壳结构三个方向展开,总结了国内外铝合金空间网壳结构的研究现状,阐明了当前针对铝合金网壳结构的主要研究内容集中在蒙皮效应、节点半刚性、杆件初始缺陷对整体稳定性的影响以及抗火性能的分析。     

北京新机场装配式单层铝合金网壳结构整体稳定性能研究

以北京新机场装配式单层铝合金网壳结构作为研究对象,建立了其装配式节点——板式节点及考虑节点性能的单层铝合金网壳的有限元模型,分析了板式节点的力学性能及节点性能对单层铝合金网壳稳定性能的影响。研究表明：板式节点刚度良好,破坏表现为不锈钢拉铆钉剪切破坏、连接板拉剪破坏和杆件在螺栓孔处承压破坏;北京新机场装配式单层铝合金网壳结构的整体稳定性能良好,承载力约为刚接网壳结构的90%,满足JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》的要求;由于铝合金材料无明显的屈服台阶,弹性模量较小,考虑几何非线性和材料非线性的稳定承载力比仅考虑几何非线性的稳定承载力降低约30%,结构发生弹塑性失稳,结构失稳形态表现为网壳结构在靠近长轴右端出现凹陷。     

郫县体育中心屋盖铝合金单层网壳结构设计

郫县体育中心屋盖采用了铝合金单层网壳结构。主要介绍了该工程屋盖的结构选型,通过有限元软件对铝合金单层网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构组装,分析了下部结构对网壳受力的影响;同时通过实体有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析。计算表明,铝合金单层网壳结构主要由整体稳定性控制,节点强度及刚度均满足要求,分析结果可为同类结构设计提供参考。     

K6型铝合金板式节点网壳稳定承载力设计方法

凯威特K6型是铝合金板式节点网壳最为常见的形式,而板式节点是一种典型的半刚性节点,其节点刚度对网壳整体稳定承载力的影响不可忽略。通过ANSYS有限元软件建立了K6型铝合金板式节点单层球面网壳数值模型,采用非线性弹簧单元COMBINE 39引入节点半刚性的影响,并基于该数值模型对网壳的弹塑性整体稳定承载力进行了参数分析。分析结果显示,网壳整体稳定承载力随矢跨比、环数、节点刚度的增大而提高,随跨厚比、半跨活荷载系数、初始几何缺陷幅值的增大和材料非线性的引入而降低。通过对8000多个数值模型的分析结果进行统计回归,得到了K6型铝合金板式节点网壳弹塑性整体稳定承载力计算式,该计算式能较准确地预估无缺陷网壳的稳定承载力。     

节点刚性对带拱肋单层柱面网壳的稳定性影响研究

本文采用大位移带刚臂梁柱单元，分析并研究了结构节点刚性对由杆系拱加强的单层柱面网壳的稳定性的影响。文中斗杆系拱单层柱面网壳这种杂交结构体系进行了考虑及不考虑节点刚性的非线性大位移分析，并与试验曲线作了比较。结果表明，结构节点体系的刚性对单层网壳结构的稳定性的影响是值得注意的。     

中心环-套筒节点单层网壳结构稳定性研究

将装配式节点中心环-套筒节点引入到K8单层网壳结构中,建立装配式单层网壳结构数值模型。研究中心环-套筒节点单层网壳静力稳定性能,并与刚接单层网壳结构进行比较。讨论矢跨比和跨度对结构整体稳定性能的影响。研究结果表明:最大适用跨度下中心环-套筒节点单层K8球面网壳稳定承载力约为刚接结构的62%。随矢跨比的增大,装配式单层网壳结构稳定承载力增大,结构稳定承载力随着跨度的增大而减小。     

铝合金板式节点刚度对网壳稳定性能影响研究

铝合金板式节点网壳是一种典型的半刚性节点网壳。采用ANSYS有限元软件对铝合金板式节点网壳弹塑性稳定性能进行了有限元分析。建立了考虑节点刚度的杆件单元模型。采用Combin39单元对节点非线性弯曲刚度进行模拟。分析了节点刚度对网壳失稳模态、应力分布和极限承载力的影响。研究发现,节点的非线性弯曲刚度对网壳整体稳定性能具有削弱作用,其削弱作用随着网壳矢跨比的减小而加大。最后,为了了解节点刚度四折线模型中各参数对网壳稳定性能的影响而进行了参数分析。研究表明,网壳极限承载力随着滑移弯矩和嵌固刚度的减小而降低,而其它节点刚度参数的影响可以忽略。     

周口店遗址第一地点(猿人洞)保护建筑结构设计

周口店遗址第一地点(猿人洞)保护建筑的主体结构为单层异形钢网壳,此结构最大斜向跨度83m,通过山顶和山脚两排铰接支座进行支撑,基础高差约33m。单层网壳杆件通过相贯焊接进行连接,相贯焊接对节点刚度的影响通过包络设计法考虑。通过风洞试验得到了风压系数及极值风压分布情况。对结构进行了静力和动力分析、抗震性能化设计、稳定性分析。分析结果表明,结构各项指标均满足规范要求。对相贯节点的承载力进行了验算,结果表明,大部分节点承载能力满足要求,节点的刚性可以得到保证。单层网壳结构对基础变形非常敏感,参考大坝设计经验,选用条形抗推基础,保证了基础的刚性和受力。     

铝合金单层柱面网壳结构稳定性能研究

通过MIDAS有限元软件对铝合金单层柱面网壳结构稳定性进行了弹塑性稳定分析,分析了矢跨比、结构网格密度、边界支承条件和初始缺陷对柱面网壳整体稳定承载力的影响。根据不同影响因素共设计了数百例柱面网壳,并对其进行有限元分析,为铝合金单层柱面网壳结构整体稳定设计提供了一定的理论基础。     

节点半刚性对K6单层木网壳稳定性能的影响

随着装配式木结构建筑的广泛应用,节点装配化等设计理念也在不断发展。木空间结构作为一种可供选择的结构形式日益受到关注。通常在网壳结构分析及设计过程中,节点连接均被假定为完全刚接或理想铰接,但实际网壳结构所应用的装配式节点多为半刚性节点。因此上述假定不能真实反映结构受力性能,造成结构设计偏不安全或偏保守。与此同时,网壳结构的稳定性是网壳结构设计中的关键问题,而已有成熟的且适合装配化的木网壳结构设计并不常见。为探究节点半刚性对木网壳稳定性能的影响,设计一种适合装配化的新型填板式木网壳节点将其应用于K6单层木网壳中。通过试验手段和数值模拟方法分析节点抗弯工作机理,发现节点抗弯性能具有典型半刚性特征,并提出设计中可供借鉴的四折线抗弯刚度模型。基于节点试验数据,通过ANSYS软件建立单层球面木网壳数值模型,并对该木网壳数值模型的整体稳定承载力进行参数分析。分析结果表明:所提出节点构成的木网壳整体稳定承载力随矢跨比数值、节点刚度的增大而提高,随几何初始缺陷幅值、半跨活荷载比值的增大而降低。综上所述,本文提出了一种适合装配化的新型填板式木网壳节点,通过试验和数值模拟探索其抗弯刚度,并且在木网壳结构体系中提供了系统的稳定性能分析,为今后类似节点的工程运用埋下了基础。     

杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能影响研究

为研究杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能的影响,采用多段梁法模拟杆件的初弯曲,通过ANSYS软件给出2种建模方法引入网壳结构的杆件初弯曲。根据杆件初弯曲的随机性介绍随机缺陷模态法,以Kiewitt-8型网壳为例解释随机缺陷模态法的模拟过程并考察杆件初弯曲方向角和幅值随机变量对网壳稳定性的影响,由此得到修正的一致缺陷模态法。基于上述方法,分析考虑杆件初弯曲的Kiewitt-6、Kiewitt-8和短程线型单层网壳的稳定性,定量给出杆件初弯曲对不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构承载力的影响。结果表明：对于不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构,杆件初弯曲将明显降低结构承载力,并且能够改变结构的塑性发展程度,杆件初弯曲对单层网壳弹塑性稳定性能的影响不可忽略;修正的一致缺陷模态法能够有效评估考虑杆件初弯曲的网壳结构承载力的较小值。     

半刚性节点单层球面网壳整体稳定性分析

上海国际会议中心单层球面网壳采用的贯通式节点属于半刚性节点,这种节点的弯矩一转角关系可以采用分段等效剐度的方法来考虑。本文采用一致模态法分析了考虑节点刚度和不考虑节点刚度时的网壳在两种荷载工况下的整体稳定性,并研究了节点刚度对网壳整体稳定性的影响。     

相贯节点刚度对某单层网壳结构整体稳定性的影响

将回归得到的X形相贯节点轴向刚度、平面外弯曲刚度及平面内弯曲刚度的计算公式引入管结构分析设计软件STCAD,对某体育馆单层网壳屋盖结构进行了静力和整体稳定性分析。结果表明,X形相贯节点的刚度随着结构内力的增加而降低,节点的非刚性性能对单层网壳的变形及整体稳定性有显著影响。     

世博会阿联酋馆结构设计与研究

世博会阿联酋国家馆外形为两座沙丘,体型较为特殊。阿联酋馆为临时性建筑,世博会后将拆除并移至异地重新安装继续使用,故杆件间的连接均可拆卸。结构体系主要为单层网壳,节点采用了国内较少应用的螺栓连接节点。文中着重介绍了网壳螺栓连接节点的设计。结合节点试验研究与数值计算,确定螺栓连接节点刚度,并对节点抗弯刚度对结构整体稳定的影响进行了分析。研究结果表明：螺栓连接节点在网壳平面外为半刚性连接,试验得到的节点受弯承载力较数值分析结果偏大;节点抗弯刚度对网壳结构的周期和竖向变形影响较小,对结构整体稳定性影响较大。     

焊接空心鼓节点在单层网壳结构中的应用研究

通过对一具有足尺节点的单层球面网壳模型静力试验和非线性有限元计算 ,分析了焊接空心鼓节点的刚度对单层网壳结构受力性能的影响 ,研究了该类节点的网壳结构非线性计算模型的适用性 ,并对焊接球承载力进行了修正 ,对于焊接空心鼓节点在网壳结构中的推广应用有实际意义