下部支撑结构对网壳动力性能的影响

本文通过理论计算,研究支座条件(主要是下部支撑结构侧向刚度和网壳与下部支撑结构连接的转动约束)对网壳结构抗震性能的影响,针对实际设计未准确考虑下部支撑结构的影响问题,比较未考虑和考虑下部支撑结构影响两种情况下网壳结构的抗震性能.     

储罐地基三维数值模拟

将地基土看做多孔介质,考虑罐体与储液相互耦合、罐体-基础-地基之间的相互作用、多孔介质固液相耦合,建立壳-液-基础-地基三维有限元模型,探讨了静荷载作用下罐体及罐基应力分布的特点.结果表明,在荷载作用下,单个储罐所引起的竖向附加应力主要集中在罐底边缘外0.3D范围内,为消除群罐效应的影响,罐距可取0.6D左右;罐体的应力随地基固结的进行不断变化,罐底板的径向应力最大值、罐底板与罐壁板的环向应力最大值在加载结束时达到峰值,罐壁板的径向应力最大值的峰值出现滞后现象;固结结束后,底板边缘处罐壁径向应力较大,罐壁最大环向应力发生在距离罐底约H/3处.     

考虑下部支承效应的单层柱面网壳结构抗震性能研究

为研究下部支承对单层柱面网壳整体结构抗震性能的影响,建立了包含下部支承的整体结构有限元模型。通过增量动力分析方法对典型算例开展参数分析,分析了下部支承刚度、屋面荷载等参数对整体结构抗震性能的影响规律。结果表明：考虑下部支承与单层柱面网壳的耦合效应后,结构的自振频率减小,整体结构的刚度明显减弱;单层柱面网壳耦合体系的强震失效模式为强支承结构的网壳动力强度破坏与弱支承结构的支承动力强度破坏;随着支承刚度的增加,整体结构的承载力先减小后增大,网壳结构的塑性发展程度先增加后减小,下部支承结构的塑性发展程度逐渐减小;支承刚度越大,屋面荷载对结构承载力的影响越明显,整体结构的承载力随着屋面荷载的增加逐渐降低;考虑下部支承后整体结构的承载力降低了42.4%~85.5%,降低的原因主要包括下部支承结构的动力放大作用和柱间的不同步效应。     

组合网壳屋盖整体结构分析

结合某体育馆钢结构屋盖工程,采用了由中部双层网壳和外围单层网壳形成的支承于周边立柱的组合网壳结构。通过整体结构的有限元分析,证明在外荷载作用下,结构整体刚度较好,边界约束方式对其无显著影响,结构的力流方向以沿短跨方向传递为主。双层网壳、单层网壳和外围立柱组合形成协同工作状态。刚度较大的双层网壳对整体结构刚度无明显提高作用,整体结构的刚度取决于双层网壳的下部支承结构。     

长沙Live中庭屋盖大跨空间自由曲面网壳结构设计

长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对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协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。     

大型油罐网壳顶盖的施工

本简单介绍了3万米^3油罐网壳顶盖的安装。安装过程中，该网壳结构的毂形件与杆件嵌入件系精铸造加工成形；杆件与杆端嵌入件使用专用胎具进行拼接；在专门搭设的脚手架上进行罐拱顶网壳组装及蒙皮板安装；罐体壁板利用底圈壁板作为内模板进行气顶倒装施工；焊接采用CO2气体保护焊施焊。安装工程一次性成功，各项指标均达到设计要求，质量优良。     

节点刚度对单层网壳动力性能的影响

节点刚度不仅影响网壳的静力性能,对网壳的动力性能也有一定的影响.为认识其对网壳动力性能的影响规律,本文应用ANSYS中的Matrix27单元建立节点刚度单元模型,研究了节点刚度变化时网壳动力性能的相应变化.采用动力时程分析法研究了不同节点刚度对网壳地震响应的影响.计算结果表明,节点的轴向刚度和弯曲刚度对网壳的自振特性和地震响应均有一定的影响,实际工程中考虑节点刚度的影响能更准确地反映结构真实性能.     

大剧院上下结构共同工作对钢屋盖抗震性能影响分析

河南艺术中心大剧院是屋盖为81m×108m大跨度钢结构,下部由主台、后台、观众厅三个混凝土结构单元组成的复杂结构体系。采用仅考虑上部钢结构、上下结构共同工作的整体结构、改变上下结构连接的滑动支座约束刚度等不同结构计算模型,进行小震作用反应谱分析、大震作用动力弹塑性时程分析。结果表明,下部结构刚度以及支座约束刚度对屋盖钢结构自振周期、地震作用总水平剪力、水平位移、支座反力影响均超过10%;在罕遇地震作用下对结构塑性铰分布有明显的影响。屋盖钢结构抗震安全性能设计应考虑上下部共同工作影响。     

下部支承对网壳结构强震响应影响规律研究

随着社会的发展,网壳结构逐渐得到广泛的应用。以往的研究往往集中在单层网壳上,并只单一的研究上部网壳部分的强震响应。基于此,本文设计带下部支承的双层倾斜柱面网壳,并基于有限元软件ABAQUS研究下部支承高度、下部支承刚度对网壳结构的强震响应影响规律。结果表明,下部结构刚度、高度对网壳结构强震响应影响具有规律性。     

安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的地震响应分析

对安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的动力特性进行了分析,采用时程分析法对固定铰支座和弹性支座张弦网壳结构进行水平、竖向地震作用分析,分析了上下部结构协同工作对张弦结构抗震性能的影响。结果表明,张弦网壳结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振动为主,刚性网壳下布置索杆施加初始预应力可以提高结构基频;8度多遇地震作用下,张弦网壳结构的水平、竖向地震作用的内力和位移响应属于同一量级,大跨度张弦网壳结构的抗震设计需要对不同方向的地震作用进行分析;大跨度张弦结构应对屋盖与下部结构整体进行地震响应分析或合理地对下部结构的刚度和惯性进行等效。     

约束条件对天津极地海洋馆网壳结构性能的影响

天津极地海洋馆钢结构屋盖根据仿生学原理模拟鲸鱼的外形。"鲸鱼"身长275m,宽117m,高45.6m,采用双层网壳结构模拟;尾部背鳍高69.4m,采用空间管桁架结构模拟。通过对其屋盖钢结构主体的有限元分析,主要研究了双层网壳结构在弹性支座和固定铰支座两种不同约束条件下的静力性能、动力特性和抗震性能,分析支座刚度对网壳结构性能的影响。相比固定铰支座,弹性支座可以明显地改善屋盖双层网壳结构的力学性能,对相关课题研究及工程设计具有一定的理论价值与实用意义。     

深圳大运会篮球馆屋盖结构稳定性分析

弦支穹顶结构是一种新型的空间张拉结构体系,兼具索穹顶结构的柔性和单层网壳结构的刚性,既经济美观,又具有良好的整体刚度和承载能力。然而,空间结构的稳定性一直是研究设计该类型结构的关键问题,以至在结构及杆件设计中常起到主要控制作用。基于基本的稳定理论,对于弦支穹顶结构体系的线性及非线性稳定性进行深入研究,建立一套系统的稳定计算方法及杆件计算长度系数的合理取值方法,并指导应用于华南地区首例采用弦支穹顶结构体系的2011年世界大学生运动会(深圳)篮球馆屋盖结构的设计中,取得良好的经济效果。     

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.     

屋面系统对单层球面网壳稳定性及地震响应的影响研究

单层球面网壳的静力稳定性及抗震性能已经取得较为系统的研究成果,但在传统的研究方法中,学者们只考虑结构部分,忽略了屋面板、吊顶、隔墙等非结构构件的影响;其中,屋面系统作为一类非结构构件,其平面刚度较大、在动力荷载下的阻尼也较大的特点会在一定程度上影响结构的受力特性。因此,选取考虑屋面系统的单层球面网壳作为研究对象,开展屋面系统对于单层球面网壳弹塑性稳定性及抗震性能的影响研究。采用有限元分析软件ABAQUS分别建立带屋面系统单层球面网壳和传统单层球壳的数值模型;通过弧长法分别对两种模型进行均布荷载作用下的非线性数值模拟,对比分析屋面系统对单层球面网壳弹塑性稳定承载力的影响;对考虑屋面系统的网壳结构进行不同地震荷载作用下的时程动力分析,采用基于响应的分析方法,考察屋面系统对于网壳结构抗震性能的影响,得到屋面系统会显著提高网壳整体刚度、增强结构抗震能力的结论;本研究可为以后网壳结构的理论研究及工程实践提供一定的参考。     

单层椭圆抛物面网壳自振特性分析及实用公式

系统分析了矢跨比、跨度、支座刚度和屋面荷载等因素对单层椭圆抛物面网壳自振特性的影响,并在对大量该网壳模型自振特性分析基础上,利用多元最小二乘法拟合出了单层椭圆抛物面网壳基本频率的计算公式,同时对该公式的精确度进行了验证。     

点支承两向叉筒单层网壳结构非线性动力稳定分析

稳定性能是单层网壳结构设计的主要控制因素,动力稳定是单层网壳稳定性能的重要组成部分.本文利用非线性有限元理论对点支承两向叉筒单层网壳在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析.在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载.通过分析对点支承两向叉筒单层网壳的动力稳定特性有了较全面的了解.     

足尺水泥聚苯模壳格构式混凝土填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究水泥聚苯模壳(EPSC)格构式混凝土填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能,对一足尺单层EPSC格构式混凝土填充墙RC框架模型进行了振动台试验。试验中考虑了墙体开洞及墙体与RC框架的连接方式,研究了不同强度地震动作用下模型结构的动力特性、加速度反应、位移反应、层间剪力和动应变反应。研究结果表明：连续强震动作用下EPSC裂缝数量较多,部分格构柱水平开裂,而RC框架未发现损伤,EPSC格构式混凝土填充墙RC框架具有良好的抗震性能;模型最大层间位移角仅为1/513,格构式混凝土墙体的存在极大增强了RC框架的抗侧刚度;墙体与RC框架设置不同间距、长度的拉结筋均能提高墙体的平面外稳定性能,可控制墙体与框架协同工作。     

点支承两向叉简单层网壳结构非线性动力稳定分析

稳定性能是单层网壳结构设计的主要控制因素，动力稳定是单层网壳稳定性能的重要组成部分．本文利用非线性有限元理论对点支承两向叉简单层网壳在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析．在数值分析过程中，利用比例法调整地震作用的峰值加速度，采用B—R准则判定结构的动力稳定临界荷载．通过分析对点支承两向叉筒单层网壳的动力稳定特性有了较全面的了解．     

自平衡预应力球面网壳结构稳定性研究

针对单元拼装式自平衡预应力网壳的结构稳定性能尚不明确的研究现状,采用有限元分析的方法对一座大跨度球面网壳结构的稳定性能进行了研究。采用了Block-Lanczos法对网壳结构进行了特征值屈曲分析,并用一致缺陷模态法对网壳结构进行了非线性分析,从而获得大跨度自平衡预应力球面网壳结构稳定性能的规律,相关结论对新型网壳的工程设计具有指导意义。