钢管混凝土网壳的可行性分析

提出了一种新型空间组合网壳结构—钢管混凝土网壳结构。总结了模拟构件的材料模。采用钢管混凝土统一理论,确定出组合材料性能指标。利用有限元分析程序ANSYS对应用最广的Kiewitt8型(K8型)单层球面钢网壳和单层球面钢管混凝土组合网壳进行建模和求解,得出不同跨度和矢跨比、不同杆件截面尺寸的纯钢网壳和钢管混凝土网壳的荷载-位移曲线,结合目前市场上钢管和混凝土的价格,经过对两种网壳的自重、承载力、用钢量、造价等方面的对比分析,指出钢管混凝土网壳的优越性。     

新型混凝土壳体结构的研究概况及工程实践

由于混凝土材料良好的耐久性能和防火性能,近年来混凝土壳体结构在工程中不乏应用,并出现了一些新型结构及组合结构.本文较系统地总结了混凝土折板壳结构、单层网壳结构、空腹网壳结构、钢-混凝土组合壳体结构和折板式密肋网壳结构的研究概况,并重点介绍了混凝土密肋式折板网壳结构的工程实践,以期为混凝土空间结构的形式创新及工程应用提供借鉴.     

非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响

以某大跨度非规则单层网壳为研究背景,应用ANSYS通用有限元分析软件对网壳结构进行了建模并重点模拟了风荷载、雪荷载、温度效应等多种非对称荷载作用,进行了静力分析、特征值屈曲分析以及非线性稳定分析。得到了网壳结构在15种典型荷载组合下的内力、位移结果,分析了非对称荷载对网壳结构静力性能的影响;考虑了几何非线性、材料非线性、初始缺陷,得到了网壳结构在非对称荷载作用下的稳定系数,分析了非对称荷载对网壳结构稳定性能的影响。强调指出非对称荷载作用在大跨度单层网壳结构设计中的重要性,为大跨度非规则单层网壳设计提供参考。     

基于建筑延展方向的钢筋混凝土壳材料抗性优化

基于ABAQUS有限元模型,对建筑延展方向的钢筋混凝土壳材料抗性优化进行了研究,建筑结构的荷载能力在使用了非线性钢筋混凝土材料后明显减小,突出了混凝土材料的非线性的影响,非线性结构减少了失去稳定性的临界荷载。对双向混凝土壳线弹性特征值屈曲进行分析时,混凝土壳稳定性受材料非线性效应的作用明显,几何的非线性要比材料的非线性低,可是混凝土壳的材料失稳荷载受其影响较大。在单一变量下,对带有幅值分别为0、22、95、158 mm进行组合屈曲模态、最低阶屈曲模态初始缺陷组合钢筋混凝土壳进行稳定性分析。结果显示,组合屈曲模态及最低阶屈曲模态对稳定极限承载力影响较小。建筑结构中壳板的厚度有205、305、405 mm,将没有被改动过的混凝土壳以及临界最低模态的双向钢筋混凝土壳做出双非线性的稳定性实践,经研究它们的最大荷载系数都超过2,符合施工要求,壳板厚度减小能提高结构稳定安全系数,最大变形点对应位移增加较小,设计时根据工程情况适当减小壳板厚度。     

石家庄站站棚结构设计

石家庄站站棚为无站台柱雨棚,站棚屋面采用连续多跨柱面网壳结构,网壳通过主构件支承在钢管柱上。两列边柱采用钢管混凝土柱,以提高结构抗侧刚度,为网壳提供可靠的边界约束。由于网壳结构的曲面造型,温度效应对屋面超长结构的内力不起控制作用。综合考虑材料非线性和几何非线性的影响,对站棚网壳结构进行了极限承载力分析和弹塑性时程分析,后者同时考虑行波效应的影响。分析结果表明,钢管混凝土边柱为网壳提供了有效的侧向约束,网壳结构具有足够的承载力安全系数;站棚结构具有良好的抗震性能。     

基于APDL的网壳结构非线性稳定分析

简述了网壳结构稳定问题的非线性特性,并基于ANSYS参数化设计语言(APDL),采用有限元非线性分析理论对网壳结构的整体稳定进行全过程分析.选用弧长法求解非线性方程,得到该网壳结构整体稳定的全过程荷载一位移曲线,并可得临界荷载,为网壳结构的设计和分析提供了有价值的参考.同时,在整个程序编制过程中显示出APDL语言在结构...     

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。     

铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性进行了系统的研究,设计了符合实际工程应用的55例铝合金柱面网壳。通过ANSYS有限元软件对柱面网壳进行弹塑性全过程分析,分析了跨厚比、矢跨比、材料非线性、荷载分布模式和初始缺陷对柱面网壳整体稳定承载力的影响。根据初始缺陷不同、作用荷载不同等设计了660例柱面网壳,并对其进行有限元分析,提出了柱面网壳弹塑性整体稳定设计方法。     

混凝土薄壳结构非线性分析及试验研究

本文简要介绍了用于非线性分析的薄壳单元、材料的本构关系和非线性平衡路径的跟蹿方法，用自行研制的计算程序NAPS(Nonlinear Analysis Program for Shells)对几种混凝土和钢纤混凝土(SFRC)薄壳结构进行了几何、物理非线性分析，并对钢纤维混凝土圆柱壳进行了稳定试验研究，试验结果验证了本文理论和计算策略的正确性。     

K6型单层球面网壳的弹塑性稳定

本文有计划地对1200余例实际尺寸的K6型单层球面网壳进行了双重非线性全过程分析,求得了它们的极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳性能的影响,并重点讨论了材料非线性对网壳极限承载力的影响.通过这种大规模参数分析研究,较全面了解了K6型单层球面网壳弹塑性稳定性能的规律,在此基础上对以往仅考虑几何非线性的网壳极限稳定承载力实用公式进行了修正.     

弧形柱面网壳与球面网壳结合结构整体稳定性能分析

网壳结构是一种在国内外大跨结构中广泛采用的结构体系,具有受力性能合理、外型美观等优势,但由于某些构件承受较大的轴向压力,故对整体稳定的影响必须要考虑。基于实际工程背景,首先考虑开设洞口和雨篷对网壳结构稳定性的影响,建立三种模型进行线性稳定对比分析,进行了完善结构和带缺陷结构的几何非线性和几何及材料双重非线性整体稳定分析,通过计算分析,总结出弧形柱面网壳与球面网壳结合结构整体稳定性的特点,可为类似工程的稳定设计提供有益的借鉴。     

单层预应力网格钢结构稳定性研究

某单层预应力网格幕墙钢结构由形似花瓣的5个独立的外加预应力索网的椭球形单层网格杆系结构组成，每根竖杆均为一通长连续构件，而横杆则与竖杆铰接，形成一组特殊的单层网壳结构。钢网壳内侧通过连杆铰支于内部混凝土结构上，外侧为预应力索网。此网格结构并非作为屋盖水平放置。而是作为玻璃幕墙的支承结构垂直放置，其连接与支承方式均不同于常规的单层网壳。本文深入探讨这类型特殊网壳的稳定性态和特征，对类型该结构的线性稳定，完善结构非线性稳定，有初始缺陷结构非线性稳定和弹塑性稳定进行分析，得出几点有益的结论，为该类型网壳结构的设计提供数据资料和依据。     

施威德勒穹顶弹塑性稳定性能研究

通过有计划地对400余例实际尺寸的施威德勒型单层球面网壳进行双重非线性全过程分析,求得网壳的极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称以及考虑材料非线性等因素对网壳稳定性能的影响,较全面了解了施威德勒型单层球面网壳弹塑性稳定的规律性,为此类网壳结构的工程实践提供了理论依据和设计参考。并得出以下几点结论:(1)为保证网壳的安全性,网壳的极限承载力应由双重非线性全过程分析确定。(2)施威德勒穹顶属于缺陷敏感性结构。(3)竖向荷载不对称分布对网壳极限承载力影响较小。(4)工程设计中应适当考虑支承条件变化对网壳极限承载力的影响。     

网壳结构的三维地震响应分析

网壳结构是空间结构中常见的结构形式,利用ANSYS有限元分析方法,对局部双层网壳结构进行了地震作用时程分析计算,得到了结构杆件的内力和节点的位移,对结构动力响应在线性、几何非线性及几何和材料非线性情况下进行了分析对比。分析结果表明,网壳结构在三维地震作用下应该考虑几何和材料非线性的影响。     

东莞市科技馆单层球面网壳设计与分析

介绍了东莞市科技馆单层球面网壳的设计过程,对网壳进行了线性稳定分析、几何非线性稳定分析以及考虑材料非线性的弹塑性稳定分析,并研究了网壳的大开孔和支座形式等因素对其极限承栽力的影响,得出了一些可供工程实际参考的结论。     

铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性能进行有限元研究,分析了网壳的失稳模态、变形、应力分布和极限承载力。通过参数分析,了解跨厚比、矢跨比、杆件长度、材料非线性、荷载分布模式、支承条件和初始缺陷对铝合金球面网壳整体稳定承载力的影响。最后,提出了铝合金球面网壳稳定承载力的安全系数设计方法。结果表明:对于铝合金球面网壳,JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》给出的安全系数K=4.2偏大。     

带缺陷Kiewitt型单层网壳稳定分析

通过ANSYS有限元分析,研究了各种非线性因素和结构初始缺陷对Kiewitt型单层网壳稳定承载力的影响,分析结果表明,材料非线性因素对结构稳定承载力影响较大,尤其是对带缺陷结构的稳定性能影响更加明显。     

单层K8型椭球面网壳的静力稳定性分析

利用非线性有限元法,对几百例单层K8型椭球面网壳进行了几何非线性全过程分析.得到了不同跨度、矢跨比、杆件截面尺寸情况下结构的极限承载力,并分析了这些因素对结构静力稳定性的影响.系统地考察了初始缺陷、荷载不对称分布、支承条件等对单层 K8 型椭球面网壳结构静力稳定性能的影响.通过大规模参数分析,揭示了单层 K8 型椭球网壳的稳定性能的规律.利用回归分析方法,对大量计算数据进行处理,给出了结构极限承载力的拟合公式.     

大庆石油会展中心椭球形单层网壳稳定分析

本文对大庆石油会展中心椭球形单层网壳进行了全面的整体稳定分析。首先进行了线性稳定性分析,预测结构屈曲荷载的上限;然后,运用非线性有限元方法,考虑几何和材料非线性以及初始缺陷的影响,全面分析了网壳在各个工况荷载下的稳定性能,得到较准确的结果。     

某大跨单层球面网壳结构的非线性屈曲研究

为研究杆件稳定、初始几何缺陷、几何非线性、材料非线性对某单层球面网壳结构整体稳定性的影响,首先对结构进行线性屈曲分析得到屈曲模态和临界荷载,其次采用弧长法对结构进行非线性屈曲全过程分析,同时确定最不利初始几何缺陷分布模态,最后采用Newton-Raphson法对按此最不利缺陷分布的结构进行弹塑性屈曲全过程分析.计算表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布的一致缺陷模态法可能不适用于大跨单层球面网壳结构的稳定性分析;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;初始几何缺陷和材料非线性对结构稳定性的影响较大.