单层球面网壳地震反应特征分析

考虑不同矢跨比、荷载、跨度和支座刚度等多种因素的影响,对单层球面网壳在地震作用下的反应进行了较全面的研究,给出了其随各参数变化的规律,得出了在单层球面网壳抗震设计中起控制作用的是水平地震作用而不是竖向地震作用等有益的结论.此外本文还给出了由于阻尼比不同而需对引用现行抗震规范反应谱分析的网壳地震作用进行修正的建议.     

单层球面网壳结构抗震性能分析

应用ＳＡＰ９１程序,对凯威特型单层球面网壳结构进行了多种参数分析,讨论了跨度、矢跨比、屋面形式对网壳结构动力反应特性的影响,同时应用时程分析的方法,得出凯威特型球面网壳的地震反应分布规律,给出了Ｋ８型单层球面网壳结构地震作用系数建议取值。     

单层球面网壳结构的地震响应分析

随着单层网壳结构的广泛应用，对其地震响应分析是非常必要的，本文对K8型单层球面网壳进行了地震响应分析，得到相应规律。     

单层球面网壳结构自振特性分析

对单层球面网壳结构的几何拓朴特点进行了分析,编制了相应的宏,实现了单层球面网壳结构的自动建模。     

短程线型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性

基于全过程非线性动力反应时程分析方法,对短程线型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性进行了系统研究,考虑了不同参数对其动力稳定性影响,其中包括:水平地震作用、竖向地震作用和三向地震作用的影响,材料非线性、矢跨比、初始几何缺陷、杆件截面、支座条件、结构阻尼和不同地震波等的影响,得出了一些有意义的结论,可为网壳工程设计提供参考。     

矢跨比对单层柱面网壳动力稳定性能影响

以单层柱面网壳结构为研究对象,利用汶川地震波对该类结构进行了时程地震反应分析,考察了结构的地震响应和抗震性能,研究了其在地震作用下的动力失稳特点。选取了投影尺寸相同、矢跨比不同的单层柱面网壳,分析了矢跨比对单层柱面网壳动力稳定性能的影响。     

单层网壳结构动力稳定性分析方法

本文系统分析了单层网壳结构动力稳定性的研究方法。论证了对于在复杂荷载作用下非线性、多自由度复杂结构的动力稳定性问题,基于严格数学定义的Lyapunov运动稳定性理论目前尚不能提供有效的判别准则。通过理论分析和计算指出“刚度矩阵的正定与负定”不足以判定结构是否动力失稳。提出了动力响应全过程曲线的概念,并以此曲线为基础结合结构的时程响应曲线来判定网壳结构的动力稳定性。通过对不同类型荷载、不同计算条件下的网壳结构的弹性和弹塑性动力稳定性的分析,验证了本文所提判别方法的合理性。     

单层球面网壳稳定性分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了肋环斜杆型单层球面网壳有限元模型,对其在半跨均布荷载条件下进行稳定性分析,分别用一个单元模拟一根杆和两个单元模拟一根杆分析,将两种结果进行比较,包括各种稳定性系数大小变化、稳定性态变化、缺陷的模式、敏感性等,说明不同类型稳定性的特点,得出一杆两单元考虑了构件自身稳定和整体稳定的耦合,求解的临界荷载因子更加准确。     

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。     

60mK8型单层球面网壳减震研究

对跨度为60m的K8型单层球面网壳进行了支座减震分析。结合对结构在有控和无控状态下自振特性的分析,阐述了单层球面网壳结构的减震控制原理,并在频遇地震作用下,进行了减震效果分析。     

单层球面网壳中响应面法的交叉项研究

不考虑交叉项的二次超曲面的响应面方法常用于工程结构的可靠性分析中,但在数学上无法证明该响应面构筑是否真实.本文通过对单层球面网壳在竖向简谐荷载下可靠指标的分析,发现了给定失效指标和结构位移响应之间的关系,获得了是否需要考虑交叉项进行可靠性分析的量化指标.     

粘弹性阻尼器减震系统对单层球壳动力稳定性的影响分析

在K8型单层球面网壳(D=60m)中引进粘弹性阻尼器减震系统进行减震控制。对比了无控球壳和受控球壳的动力稳定性能,并分析了阻尼器参数变化对球壳动力稳定性能的影响。研究结果表明,选择合适的粘弹性阻尼器减震系统能够有效提高单层球壳的动力稳定性,阻尼器的参数变化以及减震系统的设计方案对减震效果有较大的影响。     

节点刚度对凯威特型单层球面网壳稳定性的影响

稳定性是单层球面网壳理论与设计中的突出问题，影响稳定性的因素众多．本主要就节点刚度，引入一种节点模型，采用ANSYS软件，通过常见的凯威特型单层球面网壳，分析这一因素对整体稳定性的影响，得出一些有意义的结论。     

某单层球面网壳结构设计

运用3D3S空间结构计算软件对某体育中心屋盖球面网壳结构形式进行设计计算,并对各荷载工况组合下杆件应力比和结构动力特性等进行了分析,分析结果表明该结构刚度和结构振型符合要求,杆件承载力、稳定和结构变形均满足规范要求,结构设计合理。     

六种网格形式的单层球面网壳的风振响应

分析六种网格形式的单层球面网壳的风振响应，在频域内直接求解网壳风振响应（位移、内力、加速度）的统计值，研究不同网格形式及不同矢跨比对单层球面网壳风振响应的影响。     

考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计

整体稳定性是单层网壳结构设计中的一个关键问题.在进行此类结构的优化时,必须考虑整体稳定性的影响才能得到符合规程要求的设计.本文综合考虑了位移、应力和杆件稳定以及结构整体稳定性条件,提出了基于最优准则法的优化设计方法,可按照钢结构设计规范和网壳结构规程的要求,对单层网壳结构进行杆件截面设计.     

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.     

大跨单层球面网壳的风振系数及其参数分析

本文针对某工程的单层网壳结构方案,采用其风洞试验数据,通过有限元方法在时域内进行三维风振分析,获得了钢网壳24个风向角下的竖向风振系数值,并通过对试验数据和计算结果的分析,确定了风荷载的不利风向角。同时考虑到钢网壳在风荷载作用下,不仅产生竖向风振,并且存在水平向风振,计算了不利风向角下的顺风向和横风向风振系数。进一步进行了该网壳结构在各种参数工况下风振系数的参数影响分析。结果表明:风振系数随风向角变化敏感,在抗风设计时应该考虑到这一规律;斜杆的使用大大减小了单层球面网壳的风振系数值;边界约束条件对风振系数的影响不大;结构阻尼比对竖向风振影响比水平风振响应更明显,阻尼比增大,风振系数有一定程度的减小。这些结论可为单层网壳结构抗风设计、防灾分析提供借鉴。     

单层球面网壳结构的最优设计参数研究

针对单层球面网壳结构工程设计,采用满应力设计方法,选择跨度、矢跨比、网格尺寸和约束条件作为独立变量,分别对每一个变量取一系列的数值进行计算,以最低用钢量为优化目标,得出每一个独立变量的最优设计参数,与规范给出的优化设计参数进行了比较,表明得到的最优设计参数更全面、更详细,可为工程设计提出指导。     

空间高度对球面网壳结构内爆炸响应的影响

基于修正后的Johnson-Cook材料模型,应用ANSYS/LS-DYNA建立K8型单层球面网壳计算模型,对内爆炸下不同空间高度的结构爆炸响应进行计算和分析。首先,分析结构内爆炸冲击波传播规律,验证模型参数选取的可行性;其次,讨论内爆炸作用下球面网壳的动力响应,对比分析不同本构模型对爆炸响应的影响;最后,定义下部支承结构所围体积占结构所围总体积的比值为空间高度系数,讨论空间高度系数对墙面未开洞和墙面开洞球面网壳动力响应的影响。结果表明,爆炸冲击波在球面网壳结构角部有汇聚效应,与反射冲击波共同作用,严重影响球面网壳结构的动力响应;对于墙面未开洞的球面网壳,爆炸响应受反射冲击波影响较大;对于墙面开洞的球面网壳,爆炸响应受空间高度系数影响较大。基于研究结果给出了球面网壳结构在内爆炸下防爆和抗爆设计的合理空间高度系数建议值。