网状扁壳与带肋扁壳组合结构的拟三层壳分析法

本文对网状扁壳与带肋扁壳共同工作的组合结构(可简称组合网状扁壳),采用连续化的拟三层壳的计算模型,按弹性小挠度薄壳理论进行分析计算,推导建立了混合法的基本方程式。由于这种构造上的拟三层壳在一般情况下不存在中面,因而壳体的薄膜内力、弯矩与薄膜应变,弯曲应变是耦合的,存在一个耦合矩阵,使得基本方程式比单层光面的符氏扁壳方程要复杂得多。对于周边简支的组合网状扁壳可求得基本方程式的解析解。文中对三向、四向组合网状扁壳进行了详细讨论,并指出了在特定条件下,可退化为一个当量的各向同性单层扁壳。对于一般网状扁壳的拟壳分析法及带肋扁壳的拟壳分析法分别属于本文的两种特殊情况。文中附有计算例题。     

网架-平板组合结构的简化计算法(上)

本文研究并提出了网架-平板组合结构的简化分析方法。这种分析方法是将组合结构的平板部分,根据各种不同形式的网架折算为四组或三组平面交叉杆系,从而使这种比较复杂的组合结构转化为一个等代空间铰接杆系结构,由一般空间桁架位移法直接进行计算。文中详细地讨论了两向正交类网架、两向斜交类网架、三向类网架及蜂窝形三角锥网架等各种网架-平板组合结构的具体计算方法,并给出了相应的等代杆系刚度和板中内力的计算公式,并且附有算例。     

地震作用下沿高变刚度框剪结构的计算方法

本文在对框剪结构连续化处理的基础上，在框剪结构刚度变化区间进行离散化，推导出框－剪单元在考虑刚度变化和剪切变形影响时的内力，位移关系式，给出了沿高变刚度框剪的结构地震反应计算方法。本文给出了算例，说明考虑沿高变刚度对框剪结构内力及位移的影响是必要的。     

交叉拱系网状扁壳的计算方法

本文对各种交叉拱系组成的网状扁壳进行了分析研究,给出了网状扁壳的位移法及混合法的一般方程式和等代刚度的计算公式。对两组、三组、四组及多组拱系所构成的各种网格形式的网状扁壳,分别作了详细的讨论。指出了加肋扁壳是网状扁壳的一个推广。     

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。     

框剪结构沿竖向分段变刚度的连续化递推方法

框架剪力墙结构采用传统连续化分析方法估算内力和位移时,需要用到结构参数沿高度不变的假设,但对于高层框剪结构,其刚度往往会沿高度方向发生改变。本文采用递推手段,将连续化方法推广应用于竖向分段变刚度的框架剪力墙结构中。利用位移控制微分方程和连续条件,推导出分段解的递推关系,再通过边界条件得到内力和位移的表达式。4个算例得到的对比结果表明:当竖向分段变刚度递推方法退化用于等刚度时,与传统方法计算结果一致;当刚度变化时,连续化方法计算得到的结构侧移与有限元结果相近。因此,本文提出的竖向分段变刚度的连续化分析方法可以用于快速估算分段变刚度框剪结构的位移和内力,为结构刚度优化奠定基础。     

轴对称荷载下凯威特单层球面网壳的近似能量法

网壳结构的计算方法包括有限元法、拟壳法和解析法.把凯威特球面网壳结构的杆件分为环杆与斜杆两类.在轴对称荷载作用下,竖向荷载需要由斜杆的竖向刚度承担,斜杆在水平方向的支撑刚度由环杆提供.因此在荷载势能作用下,网壳结构发挥的能量是环杆的应变能与斜杆竖向弹簧势能.根据构件的受力状态确定内力-变形方程,得到能量方程,建立总势能方程,求解极值问题,得到结构变形函数,从而确定构件内力.该方法可实现网壳结构的近似计算,也从另一个角度理解网壳的传力机理.     

正三角形网格式球壳的实用计算

球形网壳是一种受力性能好、覆盖跨度太的空间杆系结构。如图1所示,由正三角形网格组成的球形网壳,独具以下两大特点:①基本杆件单一,便于组装,施工简单;②连续化的数学模型具有各向同性薄壳的特点,便于应用现有壳体结构规范的计算方法,计算简单。网壳采用连续化的计算方法,在国内外均有所论述(见参考文献1～4)。本文主要针对由正三角形网格组成的球形网壳,介绍一种拟壳计算法及其在设计中的应     

确定湿陷性黄土上空间结构支座刚度的数学反问题法

根据实际工程中存在的软弱地基不均匀沉降造成的空间复杂杆系结构弹性支座刚度的不确定性问题 ,提出了数学反问题方法 ,建立了反问题分析的数学模型 ,并给出数学反问题的解法 ,绘制了计算框图 ,内力分析采用空间杆系有限元法 ,求解方法为迭代法。方法可对常用的空间结构周边支承形式或多点支承时的地基刚度进行调整以符合工程实际情况。最后给出一个工程实例 ,参照西部地区湿陷性黄土特性 ,结合实际工程分析了各种荷载工况下的参数 ,给出了相应的计算结果     

非线性扁球网壳的优化设计

分析了非线性变壁厚扁球壳的有矩内力,将其表达成辐角ψ的函数.运用塑性理论中的Tresea屈服条件,进行结构弹塑性阶段的内力研究.并用优化理论的满应力指数法分段进行壁厚的满应力优化设计.给出扁球网壳各杆件的最优尺寸.通过一个算例说明非线性扁球网壳优化设计的过程,并给出内力计算的表格和材料选用的表格.实现非线性扁球网壳的优化设计.     

膜型扁网壳结构的研究

膜型扁网壳结构是在钢筋混凝土膜型扁壳的基础上，构思出的一种新的空间结构形式。本文重点论述了膜型扁网壳的成形设计及其内力分析。     

Study on the Shape Optimization of Cable-Stiffened Single-Layer Latticed Shells

The cable-stiffened single-layer latticed shell is a new type of spatial structure. In this paper, a shape optimization method is proposed for two kinds of cable-stiffened single-layer latticed shells. Firstly, an optimization algorithm is proposed to minimize the strain energy of shell. Interior-point method, conjugate gradient method and golden section method are adopted as the approach of constraint optimization, the minimization algorithm and the line search strategy, respectively. Secondly, the derivatives of stiffness matrixes of two kinds of cable-stiffened systems are discussed. Finally, optimization program is programmed in MATLAB and a numerical example is carried out. The linear buckling load, the displacement and the stress distribution of the optimized shells are investigated. According to numerical results, the structural behaviours of cable-stiffened single-layer latticed shells are improved significantly. The optimization method suggested in this paper is valid.     

某钢结构球面网壳结构设计与有限元分析

文章以某钢结构球面网壳为研究对象,利用有限元软件SAP2000对其进行了内力、位移和模态的静力计算,并通过PUSHOVER分析得到了结构的屈曲荷载和荷载位移曲线;与国内的设计软件3D3S的计算结果进行对比,两者符合较好。     

单层鞍形网壳弹塑性稳定性试验研究

本文介绍了一个鞍形单层网壳的模型试验。试验对该网壳结构内部16个节点采用位移控制法进行比例加载,得到了结构的屈曲后性能。同时,作者又采用分割有限元法编制了适用于网壳非弹性分析的计算机有限元程序,对该结构进行了精确的弹塑性全过程分析。分析与试验结果吻合良好。     

网壳结构"折叠展开式"计算机同步控制整体提升施工技术

网壳结构“折叠展开式”计算机同步控制整体提升施工技术是一种新型的、技术先进的大跨度网壳结构的施工方法。它的基本思想是将网壳结构局部抽掉少量杆件,将结构分成若干区域,并设置一定数量的可动铰节点,使结构变成一个机构。在靠近地面拼装,然后采用液压提升设备,通过计算机同步控制,将结构提升到设计高度,再补充缺省杆件,使机构变成稳定的结构状态。这种方法可以节省大量脚手架,避免高空作业,保证施工人员的安全,适合矢跨比比较大的网壳结构,具有明显的经济效益和社会效益。网壳结构“折叠展开式”计算机同步控制提升施工技术由浙江大学空间结构研究中心提出,并在河南省鸭河口电厂108米跨度干煤棚网壳工程施工中得到首次应用。本文详细介绍“折叠展开式”整体提升施工技术的基本思想、施工工艺、节点构造、提升过程中结构受力特性、技术措施及其施工控制要求。     

圆柱形网壳的塑性极限分析

本探讨了圆柱形网壳结构的塑性极限分析，在分析过程中，采用拟壳法将圆柱形网壳结构等效为连续的夹层壳，然后对等效夹层壳进行塑性极限分析，由于夹层壳结构的极限条件是线性的，因而在求解时问题得到了大的简化，鉴于有矩理论的复杂性，本在作极限分析时，采用了无矩理论和半无矩理论的平衡方程分别作为中短壳和长壳的平衡方程。     

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.     

Ankerkräfte bei kurzen Zylinderschalen

Anchor forces with short cylindrical shells. Thin walled short cantilever cylinders, such as supply‐air‐chimneys, silos or tanks, develop a shell‐type distribution of membrane forces when subjected to natural wind. A structural analysis by hand involves a Fourier decomposition of the circumferential wind pressure distribution and a separate calculation for each harmonic, using an appropriate shell theory. With this classical method simple boundary conditions at the bottom edge of the shell, such as ‘pinned’ or ‘clamped’, can be modelled only. The use of a finite element code – if available – gives possibility to account for more realistic conditions at the bottom of the structure, such as elastic flanges and anchors or unilateral contact. In designing silos, tanks or chimneys however, as often encountered by the authors, structural engineers use beam theory to determine stress resultants and anchor forces, may this be due to lack of time or due to ignorance. Those who determine ‘real’ anchor forces obtain dimensions, which they feel to be inadequate and which are so much in excess of beam‐theory‐anchors that there should be much more failures with ‘beam‐designed‐anchors’. In the present paper some evidence on this apparent contradiction is given and a practical design approach is suggested.     

板锥网壳结构的拟三层壳分析法

板锥网壳结构是一种受力性能合理 ,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文对板锥网壳结构提出了一种连续化的分析方法 ,根据其受力特点按照刚度等效的原理 ,采用弹性力学的基本方法推导出板锥网壳结构的等代壳体刚度 ,将其连续化为能共同作用的特殊形式的三层薄壳 ,按薄壳理论建立其位移法和混合法的基本微分方程。通过对微分方程的求解 ,计算其整体位移及结构内力。该法具有一定的精度 ,可宏观地了解结构的力学性能 ,并可用于板锥网壳结构的初步设计。