支座沉降对双层球面网壳抗连续性倒塌能力的影响

支座不均匀沉降对大跨度空间网格结构的静力性能和稳定性具有不可忽视的影响。在此基础上,为研究支座不均匀沉降对双层网壳冗余度和杆件敏感性程度的影响,依据存在支座不均匀沉降的实际工程,采用 ANSYS 建立双层球面网壳模型,分析了支座沉降位置和沉降量对杆件敏感性指标的影响,结果表明支座不均匀沉降会增大结构构件的敏感性指标,且影响高敏感性杆件的分布,对结构的冗余度存在不利影响。最后,采用 ANSYS/LS-DYNA 对支座沉降导致的双层网壳连续性倒塌过程进行模拟,探究双层网壳的倒塌模式,验证了双层网壳具有较高的冗余度。     

水泥工厂预均化库落地球面网壳优化设计

针对水泥工厂预均化库工程,对跨度86 m落地双层球面网壳结构进行优化设计。分析风荷载、地震作用等对结构性能和网壳用钢量的影响,结果表明:风荷载和地震作用对网壳用钢量影响较小,竖向荷载是网壳用钢量的控制因素。通过与框架柱及环梁支承的双层球面网壳的比较,对落地双层球面网壳结构的经济性进行评价。     

设防烈度地震设计的双层球面网壳抗震性能分析

考察了双层球面网壳按设防烈度进行抗震设计的合理性。以24个典型双层球面网壳模型为算例,将其构件截面分别按满足"小震弹性"、"中震不屈服"和"中震弹性"进行验算,分析了网壳用钢量的变化。进一步对满足中震验算的各算例模型进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,其中地震动采用由规范反应谱生成的三向人工波。考察了网壳跨度、矢跨比、支座连接条件以及下部结构形式对结构塑性区域、塑性发展程度以及残余变形的影响。结果表明,即便是将双层球面网壳的构件截面验算提高到满足"中震弹性"的性能水平,也并不会引起结构用钢量的显著增加,同时又能满足了"中震可修"和"大震不倒"的设防要求。     

双曲面钢结构冷却塔的结构选型和节点受力分析

针对某大型双曲面钢结构冷却塔工程,采用棋盘式四角锥双层网壳、正交正放四角锥双层网壳和交叉桁架双层网壳3种不同结构体系进行方案比选。结果表明:棋盘式四角锥体系较其他两种结构体系用钢量少,稳定性能更好;通过对15个不同厚度和网格尺寸的棋盘式体系的冷却塔模型进行对比分析,得出了网壳厚度和网格尺寸对结构用钢量和稳定性能的影响规律;选取冷却塔上受力较复杂的节点,采用有限元方法分析其承载力,建议按节点承载力不低于构件承载力的原则对节点采取加强措施。     

榆林科技馆单层带缺口球壳结构设计

榆林科技馆球壳为单层球面网壳,由于建筑门洞以及造型的要求,球壳外表面不对称,球壳的支座呈阶梯形布置。简要介绍了球壳选型及分析、设计过程。为了保证设计安全,分析时采用弹性支座和固定铰支座形式,分别进行了特征值以及整体稳定分析。分析表明:对带缺口的肋环型单层网壳,增加斜杆对结构性能有很大的改善,用钢量反而降低;不同网壳支座类型的假定,对于不规则网壳的内力有较大的影响。     

大矢跨比球面网壳局部双层形式及稳定性分析

首先比较了适宜大矢跨比球面网壳的基本三角形网格划分形式,指出最优网格划分法得到的三类型数量(杆长、三角形、节点)最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法,基于最优网格划分短程线型与三向格子形网壳,构造五种具有工程应用价值的局部双层形式。采用几何非线性有限元理论和屈曲路径跟踪技术,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析。研究了稳定承载力随杆件尺寸变化规律,按梁单元与杆单元分析不同的稳定特性,大矢跨比局部双层与单层网壳稳定特性比较,以及小矢跨比网壳的屈曲特性。     

双层曲面球形网壳结构支座沉降有限元分析

应用有限元软件模拟双层曲面球形网壳结构在下部支承框架发生不同沉降时杆件受力及整体变形情况。研究结果表明,双层球面网壳结构在单个支座发生沉降的情况下,随着沉降量的增加,杆件的最大轴力不断增加,单个支座沉降量应控制在25 mm以内较为安全。多个支座同时沉降比单个支座沉降对结构整体刚度影响要大;网壳结构支座从两侧向中间发生有梯度的沉降,比从一侧向另一侧发生有梯度的沉降对网架影响要大。     

拉索预应力空间网格结构在我国的研究和应用

拉索预应力空间网格结构由钢索和空间网格结构组成 ,空间网格结构包括网架、网壳、组合网架及组合网壳等结构 ,通过张拉钢索对空间网格结构施加预应力 ,钢索和空间网格结构形成自相平衡体系 ,而不需要其他构件承受钢索的拉力。对空间网格结构施加预应力可改善空间网格结构受力状态 ,降低结构内力峰值 ,增大结构刚度 ,提高结构承载力 ,预应力使杆件反复受力 ,充分发挥材料的强度 ,从而降低了结构耗钢量 ,节省了造价。对网壳及组合网壳结构 ,还可减小支座的水平推力 ,甚至不产生水平推力 ,在竖向荷载作用下 ,支座只有竖向反力 ,改善了网壳及组…     

双层球面网壳屋盖结构的摩擦摆层间隔震研究

为了深入研究摩擦摆(FPS)隔震网壳结构的抗震性能,将这种隔震装置用于双层球面网壳结构的层间隔震。首先介绍了FPS支座的减振原理,建立了层间隔震网壳结构的运动方程。通过层间隔震双层球面网壳屋盖模型在三向地震作用下的时程分析,全面考察了屋盖结构、支承结构和FPS支座的地震响应。研究结果表明,FPS支座有利于保护整体结构,可有效地应用于球面网壳屋盖结构的层间隔震。     

双层曲面球形网壳结构支座刚度研究

根据实际工况建立双层曲面球形网壳的有限元分析模型,研究网壳架体与混凝土柱之间连接支座分别采用固定铰支座、滑动铰支座和弹性铰支座3种情况对网壳结构的影响,以及采用不同水平支承刚度的弹性铰支座时网壳结构杆件受力性能的变化情况。研究结果表明,采用弹性铰支座时网壳结构杆件轴力比采用固定铰支座和滑动铰支座小;从支座选型对网壳结构杆件受力的影响来看,采用有一定支承刚度的弹性铰支座对结构更有利;弹性支座的刚度建议取为2 000 k N/m。     

某大跨度干煤棚网壳结构设计及优化研究

以某大跨度干煤棚网壳结构为研究对象,在柱面双层网壳结构方案的基础上,提出采用折柱面双层网壳结构的优化方案,通过建立多个计算模型,分析对比不同折线坡度、网壳厚度对结构承载力和用钢量的影响,确定最优的结构几何参数。研究结果表明,在相同用钢量的情况下,折线坡度为9.16%、网壳厚度为4.4m左右时,折柱面双层网壳结构极限承载力比柱面双层网壳结构提升27.3%。     

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。     

支座不均匀沉降对铝合金单层网壳结构性能的影响

为研究支座不均匀沉降对铝合金单层网壳结构性能的影响,采用通用有限元分析软件ABAQUS建立一铝合金单层网壳整体模型,考虑支座不同沉降位置及不同沉降量对网壳结构性能的影响,分析表明沉降支座附近网壳杆件所受影响较大,距离支座较远的杆件受到影响很小.并且随着支座不均匀沉降量的增大,受影响的杆件范围有所扩大,少数杆件内力变化明显.此外,对比分析了在相同支座沉降条件下铝合金网壳结构与钢网壳结构的差异.     

小拼单元悬挑法在巨型双层球面网壳施工中的应用

后石电厂位于福建省漳州市 ,其中５个１２３ｍ直径的圆形煤场网壳工程总高度６８．４３７ｍ ,其中柱顶标高１７．７０ｍ ,网壳为双层球面网格结构 ,矢高４５．２５ｍ ,网壳投影面积１１３１０ｍ２ ,展开面积２２０００ｍ２,网格高度３ｍ左右。网壳为点支承 ,均匀搁置在３６个斜柱柱顶上（图１）。该网壳用钢量约２３ｋｇ／ｍ２,其中网壳结构部分重４７３．４９５ｔ,檩条重约１６４ｔ。该网壳采用螺栓球节点形式 ,杆件以 ７６×３．５、 ８９×３．８、 １１４×４．０、 １４０×４．０为主 ,个别区域采用 １５９×６．０、 ２１９×８．…     

大矢跨比局部双层球面网壳的形式及稳定性分析

首先比较了球面基本三角形网格的划分形式，最优网格划分法得到的网格三类型数量最少，最经济，提出了构造球面网壳局部双层形式的方法和五种具有工程应用价值的形式，采用几何非线性有限元理论，对几种网壳形式进行了深入的稳定分析，参数分析并与单层网壳的稳定特征进行了比较，本研究结果对实际工程有重要应用价值。     

临沂启阳机场航站楼屋盖单双层混合曲面网格结构设计

为实现大跨度无柱空间及中部上隆的建筑形态,对临沂启阳机场航站楼屋盖结构采用单、双层混合曲面三向网格体系。该屋盖结构总平面尺寸为243 m×180 m,其中单层网壳尺寸为72 m×48 m,曲面形状通过数值逆吊找形获得。整体屋盖由56根斜柱支撑,最大跨度约为83 m,最大悬挑约为20 m,柱顶支座采用固定铰支座和单向弹性铰支座两种型式。针对屋盖结构的特点,采用数值模拟进行了静力性能分析、整体稳定性全过程分析、抗震分析及关键节点分析。分析结果表明：由数值逆吊确定的单层网壳主要通过面内路径传递荷载,同时双层部分可提供较理想的边界支撑条件,使单层网壳面内力能够可靠传递,整体结构受力合理;空侧设置20个单向弹性铰支座能够调节刚度不均匀引起的扭转效应,同时能够较好的释放温度变形,降低结构温度应力;为确保安全,在进行整体稳定性全过程分析时,考虑了多种初始缺陷模态及温升的不利影响,屋盖结构整体稳定性安全系数为2.88;罕遇地震作用下,单层网壳具备较高的安全储备,杆件损伤主要发生在网格高度较大的双层区域及悬挑区域,且塑性发展程度较低;单层网壳和单、双层网壳过渡区的关键节点具备适宜的安全储备,满足强节点的...     

网壳屋盖与下部支承结构动力相互作用研究

本以双层柱面网壳为研究对象,系统地研究了网壳屋盖与下部支承结构共同工作问题。针对钢网壳及混凝土支承体系这类组合结构,论首先推导出不同材料组合结构阻尼比的实用计算公式。进而通过对固定铰支座、弹性支座和整体分析模型多个网壳结构计算结果进行对比,指出若不考虑支承刚度而按固定铰支承进行分析将使设计极为不安全。与此同时论验证了用弹性支承代替整体分析的实用分析方法。     

双层球面落地拱网壳罩棚施工技术

河南体育中心主体育场东西主看台上方是两片落地式拱形双层球面网壳，为正放四角锥结构，采用螺栓球-焊接球节点，跨度达273．016m(前)，251．678m(后)，矢高为51．486m(前)，39．928m(后)，悬挑45．041m，覆盖面积28590m^2(图1)。网壳支撑结构由箱形拱脚基础(每片网壳的2个落地端通过21个球形铰压力支座落于拱脚基础的顶板上)和钢筋混凝土支撑曲梁两部分组成。38个工字形钢梁平面垂直曲梁，通过钢梁两端的平板橡胶支座与网壳相连。网壳前部高5m，后部高2．8m，网格划分基本为5m。网壳上下弦杆设计成空间等长度。     

单层球面网壳结构抗连续倒塌设计

单层球面网壳冗余度较低,个别杆件失效容易引起结构连续倒塌。为提高单层球面网壳的抗连续倒塌能力,可以采用将单层网壳主肋设计为局部双层的方法。应用ABAQUS软件通过自编程序,考虑杆件失稳及失稳后行为,对比分析了采用局部双层前、后静力荷载作用下单层球面网壳极限承载力、节点位移和失效模态,以及采用局部双层前、后地震荷载作用下单层球面网壳极限承载力。分析了地震作用下局部双层厚度不同时单层球面网壳结构的极限承载力。分析结果表明,将单层球面网壳主肋设计为局部双层可提高网壳结构极限承载力,改变网壳失效模式。     

设置改进型三重摩擦摆支座的双层网壳结构的地震响应分析

改进型三重摩擦摆隔震支座是一种新型隔震支座,通过在传统三重摩擦摆支座四角设置黏滞阻尼器得到。将这种隔震支座用于双层球面网壳结构中,分析设置固定铰支座、传统三重摩擦摆支座和改进型三重隔震支座的三种不同支座的网壳模型。通过地震响应分析,提取了杆件轴力、节点加速度、柱脚反力和支座位移时程曲线。结果表明:与设置固定铰支座的双层网壳相比,改进型三重摩擦摆支座的结构地震响应大大减小;与设置传统三重摩擦摆支座的结构相比,杆件轴力及节点加速度略有增大,但是能有效地减小支座滑动位移,克服了摩擦摆支座因滑移位移大而在建筑中的使用大大受到限制的缺点,改善了下部柱子偏心受压的情况。阻尼器的存在还使上部结构和柱子之间产生拉力,使柱子轴力减小,进一步说明改进型支座具有抗拔性,满足拉压型构造的要求。