不对称及非均匀雪荷载下单层球面网壳结构的稳定性研究

不对称非均匀雪荷载对单层球面网壳结构的稳定性有重要影响.基于非线性有限元分析理论,研究了K8型单层球面网壳结构在雪荷载下的非线性稳定性能,分析中不仅考虑了雪荷载在网壳结构投影面上分布区域的不对称性,同时考虑了雪荷载沿网壳结构径向分布厚度的非均匀性.在分布区域上分别考察了在雪荷载全跨、半跨、半跨最外两环3种情况,在分布厚度上分别考察了雪荷载均匀、非均匀2种情况.结合定量计算和概念分析,确定了网壳结构雪荷载的最不利分布状态.分析结果表明,单层球面网壳在雪荷载沿半跨最外两环非均匀分布时的稳定承载力最小,较雪荷载在全跨均匀分布、全跨非均匀分布时的稳定承载力分别下降36.4%和9.6%.基于此,建议我国现行《空间网格结构技术规程》在球面网壳稳定性验算时考虑雪荷载分布的不对称性和非均匀性.     

预应力对柱支承扁网壳静力性能的影响

沿柱支承钢扁网壳的拉力环域施加适当预应力能降低结构在使用阶段的变形。以预应力三阶段设计为例分析预应力施加对柱支承扁网壳静力性能的影响。结果发现,预应力可以降低支座水平推力,提高结构刚度,但同时增大了结构在负风压作用时的变形,加大了支座附近杆件的轴力。预应力不能有效提高结构的临界荷载。与其他布索方案相比,折线形索-桁方案对网壳变形控制更有效。     

预应力双层柱面网壳结构的布索方案研究

预应力双层柱面网壳结构是将现代预应力技术引入双层柱面网壳当中,使网壳产生与荷载作用方向相反的位移,从而提高结构承载力,改善结构不合理受力的结构体系.目前,对于球面网壳、单层柱面网壳结构的研究已经日趋完善,而双层柱面网壳结构,尤其是预应力双层柱面网壳结构的研究相对较少.因此,选取大跨度的双层柱面网壳结构,利用有限元法,选择对结构受力有利的4种布索方案,结合3种荷载工况,并考虑结构矢跨比、网壳跨度、网壳厚度进行对比分析.     

新型钢空腹夹层预应力组合扭网壳动力稳定性研究

以拟建60m跨度的钢空腹夹层预应力组合扭网壳为研究对象，对结构进行模态和地震作用下的动力性能分析.考虑了水平、竖向和组合地震作用对结构动力稳定性临界加速度的影响，结果表明：三种地震作用下的动力稳定性明显不同，弹性动力稳定性明显大于弹塑性.随着结构矢跨比的增大，结构的动力稳定性明显降低.增大钢空腹夹层板的肋截面尺寸可以显著提高结构的刚度，从而增大其动力稳定临界加速度.有阻尼比无阻尼时结构的动力稳定临界加速度增大了37.96%,故在计算结构动力稳定性时必须考虑.初始几何缺陷使地震作用下组合扭网壳结构的动力稳定性临界加速度显著降低，工程设计中应引起重视.预应力大小对扭网壳动力稳定性临界加速度影响较大，应根据结构跨度和屋盖高度等因素控制在一定范围内.     

预应力双层柱面网壳整体稳定性分析

双层柱面网壳结构是一种新型空间网壳结构,近几年得到快速发展,相关理论也更加成熟.但是预应力双层柱面网壳的研究却不多,理论计算分析也不完善,尤其对其稳定性的研究更是少之又少.利用有限元法,考虑不同矢跨比、荷载分布及预应力水平对预应力双层柱面网壳稳定性的影响,并与对应的双层柱面网壳结构进行对比,分析预应力作用下网壳的稳定特性.     

预应力对弦支穹顶结构动力稳定性的影响

采用基于B-R运动准则的改进判别方法,结合结构时程响应曲线判定弦支穹顶结构的动力稳定性,研究拉索预应力、矢跨比对弦支穹顶动力稳定性能的影响。算例分析研究表明,在动力荷载作用下存在一组最优预应力,此时结构动力稳定临界荷载较大;在不同预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大;在同一预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大但幅度很小。     

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。     

多次预应力钢网壳屋盖设计中应注意的几个问题

多次预应力钢网壳是一种新型高效空间结构体系.本文通过攀枝花体育馆网壳屋盖的设计实践,探索了在先进的大跨网壳结构中两次引入预应力,对其荷载作用下的内力与变形进行控制,以降低基本结构的峰值应力;在预应力作用下,预加力节点汇交杆的应力集中;预应力节点的构造设计;支座约束模式对网壳杆件内力的影响以及预加力的合理取值等问题.可供设计这种先进结构时参考.     

预应力钢网壳的某些静力性能研究

在网壳结构下部用预应力钢索施加与外荷载作用下方向相反的力，对改善网壳结构的受力状态，提高结构承载能力，增强结构的整体刚度、节约钢材、降低造价等有利，本文进行了预应力短程线型钢网壳计算理论的研究，给出了预应力索单元的刚度矩陈，编制了空间杆系有限无理论的预应力网壳五阶段全过程设计的静力分析程序，结合已完工的攀枝花体育馆屋盖网壳结构的工程实例，探讨了短程线型钢网壳的自重、拉索预应力和设计荷载作用下结构的内力及位移的分布规律、索力的优选、预应力损失以及支座约束变化对网壳内力和位移的影响，还对比了风壳在不同预应力张拉顺序及有无预应力时的计算结果。     

竖向阶跃荷载下初始缺陷及初始静位移对单层球壳动力稳定性的影响

根据大量算例的计算结果 ,分析了在竖向阶跃荷载作用下 ,跨度为 40～ 70m、矢跨比为 1 / 8～ 1 / 5的单层球面网壳的初始缺陷和初始静位移对其动力稳定性的影响。研究表明 ,考虑初始静位移与否将对结构的动力失稳临界荷载产生影响 ,而初始静位移的大小对网壳结构的动力失稳临界荷载影响甚小。另外 ,初始缺陷对网壳动力失稳临界荷载的影响与其静力稳定有很大差别。