预应力局部单双层扁网壳的参数分析与近似优化

预应力局部单、双层扁网壳具有较好的室内视觉效果和良好的经济性。其结构参数的确定属多级别优化问题,实施困难。为满足初步设计的需要,提出采用均匀设计法进行结构的参数分析与近似优化。它可利用现有软件来实现。作为算例,对一个柱支承预应力扁网壳进行了参数分析,得到了网壳用钢量、变形和极限荷载系数与三个主要设计参数(单层部分材料设计应力折减系数、单层部分范围和预应力值)之间的近似函数关系,并找出了满足规范要求的各参数之间的较理想的最优水平组合。设计检验说明了分析结果的可靠性。该方法可为解决类似优化问题提供参考。     

局部双层叉筒网壳的非线性和线性分析

叉筒网壳由圆柱面网壳交贯而成,局部双层叉筒网壳是介于双层叉筒网壳和单层叉筒网壳之间的网壳结构形式.本文首先提出了三种局部双层网壳的构成方式,继而针对局部双层叉筒网壳的布局特点,对其进行了非线性、线性、刚接、铰接等多种计算模型的比较分析,揭示了双层区域的线性性质和单层区域的非线性性质,进而有的放矢地提出了＂非线性-线性联合＂这种适合局部双层网壳分析的合理、准确、高效的方法.     

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。     

局部单双层网壳火灾工况下受力分析

针对工程实例的特定条件,应用ANSYS有限元分析软件进行局部单双层网壳火灾工况下的受力分析和热力耦合分析,比较局部单双层网壳结构在火灾工况下的受力情况与常温态下的不同。以8个初始模型的组合变量为样本并以极限承载力为目标进行回归分析,通过回归分析对该结构进行优化设计,证明火灾荷载参与结构优化设计的可行性,为今后的深度优化提供思路。     

局部双层柱面网壳与单层网壳的对比分析

合理的局部双层网壳结构能够较好的解决单层网壳承载力低、整体稳定性较差以及双层网壳由于杆件、节点较多造成结构繁杂的缺点,近年来得到了较多的应用.以正交正放局部双层柱面空腹网壳为例,通过与相同跨度及截面下单层网壳的对比,详细阐述了局部双层网壳在承载力、稳定性及经济指标上的优越性,得出了一些对工程设计具有指导意义的结论.     

周边局部为双层的球面网壳屈曲规律和特性

以中部单层、周围局部双层的球面网壳为对象,采用Newton-Raphson增量迭代及弧长法对结构进行了非线性有限元分析,总结了此类网壳结构的失稳规律,并且得出了结构由单层过渡到双层时临界荷载的变化规律。研究结果表明,局部双层网壳能够明显改善单层网壳的稳定性能,提高其网壳的屈曲荷载,既具有双层网壳的稳定性,又能节省钢材,是一种理想的空间结构形式。     

2010年亚运会自行车馆结构设计

广州自行车馆为2010年亚运会的主要比赛场馆,屋盖采用局部双层的单层椭圆球面网壳结构。网壳通过可径向滑动球铰支座与下部混凝土结构连接,网壳周边设置封闭环形约束桁架,中间单层壳体部分利用建筑凸肋造型设置加劲桁架,解决了保证整体稳定和减小温度应力之间的矛盾,同时避免了网壳侧推力直接传递给下部混凝土结构,简化了网壳支座及下部混凝土结构的设计,节约了混凝土结构的造价。     

周边双层中部单层球面网壳结构的特征值屈曲分析及其极限承载力

在大跨结构中,将单双层网壳结合起来形成的一种结构形成———周边双层中部单层球面网壳结构,可充分发挥两种结构形式的优点。本文采用刚铰接模型,即单层部分采用空间梁单元、双层部分采用空间杆单元,应用BlockLanczos方法对该种网壳结构进行了特征值屈曲分析;采用柱面等弧长技术跟踪了网壳结构的平衡路径。在对网壳结构进行多参数分析的基础上,包括单双层跨度比、矢跨比、杆件规格等,总结了单双层网壳结构的失稳规律,得出了临界荷载和极限荷载的拟合计算公式,并与一实际工程的数值分析结果进行了比较。     

一种新型后张拉整体成型网壳动力性能分析

提出一种新型后张拉整体成型局部双层球面网壳的单弦杆平板网架模型,并通过有限元软件ANSYS建立有限元模型,采用BlockLanczos法对3组缝隙值对应成型后局部双层球面网壳进行模态分析,得到网壳的自振频率和振型,并与相应成型后在单层部分环向补杆网壳进行对比分析。结果表明:成型后网壳的各阶自振频率有随成型前预留缝隙值的增大而增大的趋势;在网壳的单层部分进行环向补杆能有效提高结构刚度,使补杆网壳的各阶自振频率与非补杆网壳相比有显著提高。此外,补杆网壳与非补杆网壳都表现出复杂的动力性能,在进行网壳的动力响应分析时应特别注意。     

周边局部双层球面网壳特征值屈曲分析

通过对满应力设计出周边双层中间单层的球面网壳进行特征值屈曲分析,寻找网壳的薄弱部分;同时,对相同跨度、相同矢高、相同厚度的双层网壳建模,对比二者屈曲模态以及临界荷载系数。为了提高局部双层网壳的临界荷载,调整网壳关键部位的杆件截面以及构造方式,重新进行特征值屈曲分析。     

考虑焊接球节点弹塑性的单层网壳动力分析

利用有限元分析软件ANSYS 11.0,考虑线性强化的应力应变关系和Von-Mises屈服准则,对单层网壳中焊接空心球节点进行弹塑性分析,建立节点的荷载-位移曲线双线性模型.提出考虑焊接空心球节点弹塑性的“短杆模型”,并导入有限元软件SAP 2000中,进而对某单层网壳进行动力弹塑性分析.结果表明:考虑节点弹塑性,能更...     

基于神经网络算法的大跨度双层扭网壳的设计

应用误差反向传播的人工神经网络技术对大跨度双层扭网壳进行设计,双层扭网壳的跨度在50~80 m之间变化,训练了估算双层扭网壳的最大挠度、重量和杆单元横截面面积的神经网络。为减少数据的非线性和提高训练速度,形成了特殊的数据排序方法。这种方法提供了必要的稳定性。本文研究表明应用神经网络技术对双层网壳结构进行设计是可行的。     

跨度81m单层球面网壳的结构设计

大跨度单层网壳结构结构轻巧,造型美观,得到了广泛应用。介绍某大跨度单层球面网壳的设计难点及设计过程,并对结构进行了稳定性验算,保证了结构设计的合理及安全。     

半刚性节点对单层球面网壳的影响

单层球面网壳作为网壳结构的一种常见形式,对研究网壳结构有着重要意义。随着计算机的普遍应用,模拟并研究节点半刚性已经成为可能。典型算例结果表明,NIDA程序可以准确考虑各种缺陷和设计参数对钢结构稳定承载力的影响。文章主要利用NIDA软件,在模拟节点不同刚度的情况下,研究半刚性节点对于单层球面网壳位移,内力的影响,对刚度进行静力分析。最后对单层网壳的稳定性进行部分深入研究,全面探究半刚性节点对单层球面网壳性能的影响。从而揭示一阶效应在网壳研究中的弊端,而应该采用二阶效应的研究方法,为今后单层球面网壳的进一步研究提供参考。     

杂交型椭球面网壳受力性能比对分析及形状优化设计

杂交椭球面网壳几何构造简单、结构受力合理,可改善肋环型、施威德勒型单一椭球面网壳顶点杆件连接过多及顶点附近应力集中的弊端。本文通过引入杂交型椭球面方程,采用ANSYS软件APDL参数化设计语言,研制了两类六种杂交型椭球面网壳参数化设计宏程序;并通过形状优化设计研究了其跨度、矢跨比、上部结构径向结点圈数等宏观几何参数变化对杂交型椭球面网壳受力特点的影响规律;得到一些具有工程价值的结论。     

应用摩擦摆支座的单层球面网壳地震响应分析

为研究摩擦摆支座对网壳结构抗震性能的影响,本文分析摩擦摆支座的隔振机理,应用LS-DYNA有限元软件对摩擦摆支座进行实体建模,并验证该种建模方法的正确性。将静力作用下的铰支座和摩擦摆支座单层球面网壳的力学性能进行对比,结果表明应用摩擦摆支座使网壳结构的初始变形增大;在此基础上,对应用摩擦摆支座的单层球面网壳施加不同强度的地震动,从杆件轴力、节点加速度和节点相对位移三个方面对结构的动力响应特性进行分析,并讨论摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的有效性和适应性,得到随着地震动强度的增加,轴力振动幅值减小的杆件数目及加速度和相对位移减小的节点数目也是增加的结论。最后,通过对最外环杆件截面加强,对应用摩擦摆支座的单层球面网壳同样进行地震响应分析,讨论外环杆件加强对结构抗震性能的影响。     

三向球面空腹网壳稳定性分析

利用非线性有限元法对三向球面空腹网壳稳定性能进行了研究,采用了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种方法来考查了三向球面空腹网壳的屈曲模态和失稳全过程。通过大规模的几何参数分析得到了不同矢跨比、网壳厚度和不同支承条件下的荷载—位移曲线和极限承载力。最后将三向球面空腹网壳与相同用钢量的单层网壳进行了对比。     

节点刚度对短程线型单层球面网壳屈曲的影响

节点刚度是影响单层球面网壳屈曲的重要因素之一。长期以来在对网壳进行分析时基本都忽略了其作用。本文应用有限元通用程序ANSYS分析了节点刚度对短程线型单层球面网壳屈曲的影响 ,并得出一些有意义的结论