加劲构件对扁平球壳刚度的影响分析

单层网壳可采用径向加劲构件提高其刚度。通过对比实腹梁、空腹桁架和三管桁架三种加劲构件形式下结构变形和自振特点,考察不同形式的加劲构件对网壳－弦支穹顶组合结构刚度的改善程度,在用钢量相近的前提下,整个结构刚度随径向加劲构件刚度的增大而提高,但刚度不平衡性也相应增强。此外,分析了温度作用和径向加劲构件数目对整个结构刚度的影响,并给出120 m ×70 m跨度的扁平球壳结构适宜采用的径向加劲构件数目。     

网壳结构地震反应分析的振型刚度法

提出振型刚度的概念,通过理论推导,建立振型刚度与结构振型特性之间的关系. 基于振型刚度,通过推覆分析构建非线性能力曲线,该曲线能够考虑结构整体响应而非依赖于特定节点和特征响应. 提出等效线性化迭代方法,结合地震反应谱,克服双线性模型实际耗能不一致的缺点,快速提高目标位移的求解精度. 在此基础上,建立网壳结构地震反应分析振型刚度法（MSPA）. 采用时程分析法（RHA）、传统推覆法（MPA）和振型刚度法（MSPA）计算球面网壳和柱面网壳算例的地震响应,研究结果表明：振型刚度法能较准确地预测结构节点位移、单元应力以及屈服杆件个数,计算精度满足工程要求,大大缩减了计算耗时.     

球节点刚度对单层柱面网壳地震响应影响随PGA变化的规律

已有研究发现单层柱面网壳焊接空心球节点刚度对结构的地震响应有一定影响,为了解此影响随PG A （地震动峰值加速度）变化的规律,对相同尺寸的单层柱面网壳精细化模型和常用模型进行了地震响应对比分析。其中精细化模型是按照空心球节点和钢管杆件的实际尺寸建立的壳单元模型;常用模型采用梁单元建模,不考虑球节点。改变PG A后,对比2种模型相同位置节点的位移时程曲线可以看到：随着 PG A 的增加,精细化模型与常用模型的节点位移响应差值越来越大;PGA超过结构的失稳临界值后,随着PGA的增加,加大精细化模型节点壁厚对提高结构抗失稳能力的作用越来越小。     

复合材料在板锥网壳结构中的应用

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。采用经典板壳理论，推导出正交叉对称层合板的单元刚度矩阵，对采用复合材料层合板的板锥网壳结构受力性能进行了分析。分析表明，板锥网壳结构采用复合材料新型板材具有更大的优越性。     

螺栓球节点试验及在单层网壳结构中的应用性

为充分利用螺栓球节点的抗弯刚度,实现其在单层网壳结构中的应用,针对螺栓球节点开展力学试验研究,配合以精细化的有限元分析,获得节点的抗弯性能,并采用弯矩-转角关系来描述.利用ANSYS程序,采用弹簧单元模拟节点弯曲与扭转性能并将试验获得的弯矩-转角关系引入节点属性中,构建了螺栓球节点单层网壳的有限元模型.在此基础上系统开展了网壳结构的稳定性能研究.结果显示:采用螺栓球节点的网壳对于荷载不对称分布较为敏感,而且失稳过程中总伴随有节点的弯折效应;单层球面网壳的极限承载力最低可达到对应刚性节点网壳的32%,最高则超过98%,而单层柱面网壳则仅为10%,这表明此类节点可以应用在单层球面网壳中,但不宜在单层柱面网壳中采用.     

分块滑移法在干煤棚大跨度网壳安装中的应用

探讨了分块滑移法在电厂干煤棚大跨度网壳安装中的应用,分析了在滑移过程中水平推力、滑道下挠、不同步误差、风载等因素的影响,以及由此引起的网格内力变化形态及局部刚度问题,并提出了解决办法     

单层柱面网壳结构力学性能研究

基于有限元方法,研究了三向网格型单层柱面网壳结构的位移和内力分布规律,并针对影响网壳静力性状的主要参数;矢跨比、长跨比和支座刚度等,进行结构计算分析,考察各参数对结构强度、刚度以及水平推力等方面的影响,为单层柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

80 m球径螺栓球节点单层球面网壳稳定性能分析

螺栓球节点是一类半刚性节点,能否应用到单层网壳中一直是该领域急需解决的关键问题之一,本文首先通过螺栓球节点域的有限元分析,利用已有试验研究结果,获得螺栓球系列节点的弯矩-转角关系,再通过数值方法将其引入到整体网壳的节点刚度模拟中,建立了半刚性节点网壳分析方法.在此基础上,针对沈北新区市民健身中心80 m直径单层球面网壳,采用螺栓球节点连接设计,并进一步对结构施工成形过程中的多个状态进行非线性稳定性分析,也对覆盖饰面材料后网壳的稳定性能进行了探讨.分析结果表明:在施工阶段,网壳局部杆件以受弯为主,导致水平荷载作用下1/2球的极限承载力最低,而竖向荷载作用下的3/4球则因为其上部变形较大导致其极限承载力下降较多;在网壳合拢后,受弯构件转化为以受轴向力为主,其竖向、水平极限承载力分别到达设计荷载的4.7倍和9.2倍,因此只要通过合理措施,避免施工各阶段可能出现的失稳破坏,螺栓球节点完全可以应用到单层网壳结构中.     

节点刚度缺陷对柱面索撑网壳稳定性的影响

为研究装配式节点的初始刚度缺陷对索撑网壳稳定性能的影响,分别对各节点具有相同刚度偏差和随机刚度偏差的柱面索撑网壳进行了非线性全过程计算,分析了结构的失稳机理与破坏模式.并基于节点刚度不对称度β的概念,提出了柱面索撑网壳失稳模式的判别方法,为初始刚度缺陷的控制标准提供了依据.研究结果表明:对于沿两纵边支承的柱面索撑网壳,...     

TMD减震系统在网壳结构中的应用

简要介绍了建筑结构采用ＴＭＤ系统减振的发展过程研究现状以及在实际工程中的应用。分析了网壳结构在地震作用下采用ＴＭＤ系统减震在理论上的可能性,结合作者的科研成果分析了网壳结构－ＭＴＭＤ减震系统的特点,提出了网壳结构采用ＴＭＤ系统减震的研究思路。     

板锥网壳结构的受力性能分析

采用组合结构有限元法详尽分析了板锥网壳结构的受力特性,并与普通双层网壳结构进行了比较,分析结果表明,板锥网壳结构受力性能合理,比双层网壳结构具有更大的优越性。     

网壳结构静力分析的样条子域法

介绍了样条函数的构造方法和样条子域法的基本原理,应用样条子域法解决网壳结构的静力分析问题,并与ANSYS有限元法的计算结果做了对比。     

负高斯曲率单层网壳的刚度及整体稳定性研究

本文利用自行编制的非线性有限元程序,对单层鞍形网壳结构在不同网格布置、不同高跨比以及不同边粱截面等情况下的荷载—位移全过程做了大量计算,进而对这类结构的稳定性能及其用于实际工程的前景作了较深入的探讨.     

板锥网壳结构的等代空间杆系法

提出了一种新的板锥网壳结构计算方法——等代空间杆系法,通过能量法和等效刚度矩阵法确定等代杆件的等效面积,把板锥单元等代为腹杆和下弦杆系,与钢上弦杆(或包括钢下弦杆)构成为具有两种不同材料杆系组成的等代双层网壳,然后按空间桁架位移法计算其内力与位移．该法计算简便并具有一定的计算精度,可用于板锥网壳结构的初步设计．     

骨状构件的性能及其在单层网壳结构中的应用

构造了一种新型的骨状变截面构件。研究表明，采用精心设计的骨状节点，不仅可以解决单层网壳的节点应力集中问题，也将使结构整体性能对缺陷的敏感性，较常规等截面焊接球节点网壳结构大幅降低，同时使施工更为精确和便捷。     

骨状构件的性能及其在单层网壳结构中的应用

构造了一种新型的骨状变截面构件。研究表明,采用精心设计的骨状节点,不仅可以解决单层网壳的节点应力集中问题,也将使结构整体性能对缺陷的敏感性,较常规等截面焊接球节点网壳结构大幅降低,同时使施工更为精确和便捷。     

单层柱面网壳2类模型的地震响应比较分析

为了研究单层柱面网壳节点刚度对结构地震响应的影响,应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA中的壳单元Shell163和梁单元Beam161分别建立了2类相同尺寸的网壳模型.2类模型的主要区别是:壳单元模型中可以按构件的实际尺寸建立空心球节点,并且壳单元节点模型的承载力值与实体单元节点模型值接近.通过改变结构参数,比较了矢跨比、长宽比和跨度变化时同类模型间的响应变化,以及同一结构参数下2类模型的地震响应差值.结果表明:结构参数变化时,2类模型的响应变化幅度存在明显差异;同一结构参数下,2类模型的响应差值变化较大,在进行此类结构地震响应分析时应考虑球节点的刚度影响.     

材料损伤累积在网壳强震失效研究中的应用

为在网壳结构强震分析中考虑材料损伤累积及裂纹效应的影响,编制了通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,通过标准子程序验证表明具有较高的计算精度.应用该程序对网壳结构在地震下的典型算例进行了对比分析,表明子程序具有较好的收敛性能,实现了考虑钢材损伤累积的有限元分析方法.应用该程序,并结合基于响应的动力全过程分析方法,对网壳结构在强震下的响应进行了参数研究,考察了结构失效时刻的特征响应.通过是否考虑材料损伤累积的对比表明,考虑这个因素对失效时刻的塑性发展影响不大,但可能明显降低结构的失效极限荷载,需要在分析中予以重视.     

单层网壳结构随机缺陷模态法研究

随机缺陷模态法是分析网壳结构缺陷的常用方法,传统的方法以节点位移为随机变量进行缺陷结构的稳定性分析,为了使理论上更加合理及能够考虑初应力的影响,本文选取结构的基本参数(杆件长度、钢管外径、弹性模量、钢管厚度)为基本的随机变量。根据这种思想,通过数值计算发现了杆件长度对结构稳定承载力的影响最为显著,拟合了网壳结构极限承载力的概率分布,确定了规范规定的可靠度指标下的临界荷载标准值。