六杆四面体单元组成的新型球面网壳及其静力性能

提出了一种新型球面网壳,它由投影为四边形平面的六杆四面体单元集合组成,网壳的成形构造简单,便于工业化预制生产和装配化施工.这种杆件数和节点数相对较少、网格抽空的球面网壳,也能发挥双层网壳的作用.文中给出并讨论了新型球面网壳的基本结构体系和加强结构体系.为提高结构的刚度和稳定性,网壳的上、下弦节点可采用刚接节点、半刚接半铰接节点和铰接节点,可形成四种节点布置方式和杆件特性,即四种不同计算模型的球面网壳.本文作了竖向荷载作用下的受力特性分析,获得了基本与加强结构体系、四种节点布置方式的网壳内力、位移的基本规律和相互差异,为工程设计和结构选型提供了依据.     

空腹夹层网壳的动力特性分析(英文)

空腹夹层网壳是一种新型的曲面空间网格结构,它是由空腹网架结构演化而来.为了探究此类结构的动力特性,本文采用空间梁单元,通过参数化分析方法计算了大量算例,讨论了矢跨比、网壳厚度、网格划分频数以及弦层刚度对其动力特性的影响.为了使计算结果具有可比性,本文对所有计算算例施加相同的外部荷载.分析表明,矢跨比和厚跨比对空腹夹层网壳的动力特性有明显影响,但是网格划分频数及弦层刚度对结构的动力特性影响并不明显.     

网壳结构稳定性分析及措施

网壳结构是一种曲面网格结构,有单层网壳和双层网壳两种型式,是大跨度空间结构中一种举足轻重的结构形式,网壳结构具有如下特点:     

铰接六杆四面体柱面网壳的构形及静力和稳定性分析

提出了两种新型的由投影面为矩形的铰接六杆四面体组成的柱面网壳。这种网壳结构的构形十分简单,节点和杆件数目相对于双层柱面网壳结构较少,网格抽空率高,具有单层和双层柱面网壳的主要优点。对两种铰接的六杆四面体组成的柱面网壳进行静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明:下弦支撑的铰接六杆四面体柱面网壳结构整体刚度好,由线性特征值屈曲分析和考虑几何初始缺陷、荷载不对称布置的稳定性分析结果可知,其具有较好的力学性能,并且温度对其稳定性的影响较小。铰接的六杆四面体组成的柱面网壳可以采用螺栓球作为节点,有利于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色建筑的推广应用条件。     

两种正四角锥形柱面网壳参数化建模

根据正四角锥形柱面网壳特点,采用ANSYS软件自带参数化设计语言APDL（ANSYS Parametric Design Language）,研制了正四角锥体系柱面网壳参数化建模宏程序;实现了给定柱面网壳跨度S、矢高F、跨度方向网格数m、长度方向网格数n参数下,该类柱面网壳的参数化建模。建模设计实例表明,该参数化建模宏程序简单、高效、实用,为采用ANSYS软件进行不同类型、不同几何参数下柱面网壳结构建模奠定了良好的基础。     

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。     

单层球面网壳的优化设计

提出了单层球面网壳结构的一种优化设计方法 ,它是一种以网壳的总造价为目标函数 ,取网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量 ,采取直接搜索法与准则法相结合的优化设计方法 .基于用 Fortran90软件编制的优化设计程序 ,对单层球面网壳结构进行了大量的计算 ,用回归分析得出网壳最优网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积 ,同时使杆件面积规格化 ,以便直接用于实际工程     

折线形双曲扁网壳的构形和稳定性能分析

提出一种由三角形网格组成的新型折线形双曲扁网壳结构,探讨了该类型网壳结构的构形.使用简捷设计法对折线形双曲扁网壳结构进行了结构设计,验证了简捷设计法的有效性,计算了该类结构跨越不同跨度时所需的杆件用钢量,表明该结构体系可以满足较大跨度的建筑需要,且具有良好的技术经济指标.对折线形双曲扁网壳的线性稳定性能和非线性稳定性能进行了分析,结果显示,折线形双曲扁网壳具有较好的整体受力性能,有良好的工程应用前景.     

单层球面网壳非线性稳定分析的近似方法

单层球面网壳具有优美的建筑造型和良好的力学性能，深受工程界的青睐。但由于其相对厚度较薄，几何非线性程度高，结构对稳定性特别敏感。自１９６３年罗马尼亚布加勒斯特，一座跨度为９３－５ｍ的单层球壳失稳破坏［１］以来，空间结构的稳定性便一直成为该领域研究的热点课题。本文通过拟壳法途径探讨了单层球面网壳的屈曲问题。１　单层正三角形网格壳的拟壳公式对于图１所示单层正三角形网格壳的薄膜刚度矩阵和抗弯刚度矩阵不难推得（过程略）如下：［Ｔ］＝３ＥＡ４ａ３１０１３０００１（１）［Ｂｍ］＝３ＥＩ４ａ３＋τ１－τ０１－…     

单层球面网壳的优化设计

提出了针对单层球面网壳结构的一种优化设计方法,它是一种以网壳的总造价为目标函数,取网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,采取直接搜索法与准则法相结合的优化设计方法.基于用Fortran90软件编制的优化设计程序,对单层球面网壳结构进行了大量的计算,用回归分析得出网壳最优网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积,同时使杆件面积规格化,以便直接用于实际工程.     

双层球面落地拱网壳罩棚施工技术

河南体育中心主体育场东西主看台上方是两片落地式拱形双层球面网壳，为正放四角锥结构，采用螺栓球-焊接球节点，跨度达273．016m(前)，251．678m(后)，矢高为51．486m(前)，39．928m(后)，悬挑45．041m，覆盖面积28590m^2(图1)。网壳支撑结构由箱形拱脚基础(每片网壳的2个落地端通过21个球形铰压力支座落于拱脚基础的顶板上)和钢筋混凝土支撑曲梁两部分组成。38个工字形钢梁平面垂直曲梁，通过钢梁两端的平板橡胶支座与网壳相连。网壳前部高5m，后部高2．8m，网格划分基本为5m。网壳上下弦杆设计成空间等长度。     

球形网壳的优化设计

本文依据非线性球壳解为基础,对球网壳结构进行优化分析.利用Tresca屈服准则,计算满应力结构单元,将壳内力化成等效离散化构件内力之后,实现球形网壳的优化设计.     

蜂窝型柱面网壳结构的参数化设计及加强

利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。     

我国网壳结构的发展与现状

1 网壳在我国的发展概述 网壳结构是曲面型的网格结构,兼具有杆系和薄壳结构的特性,其结构力流均匀,有较大刚度,并且又具有结构变形小,整体性高,重量轻,节约钢材,施工简单、快速,计算简便等优点,是一种颇受国内外关注且具有广阔发展前景的大跨度形式空间结构.     

一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构及其受力性能研究

提出了一种由索穹顶与单层网壳组合的空间结构形式,该结构不仅充分利用了索穹顶的受力特性,而且发挥了单层网壳便于铺设刚性屋面板的优势。给出了葵花型、肋环型、Kiewitt型、鸟巢型4种索穹顶结构与相应网格布置的单层网壳的组合结构形式,结构顶部可采用封闭和开口两种形式。定义了索穹顶与单层网壳之间连接杆的荷载传递系数、索穹顶和单层网壳的支座竖向反力分配系数。以葵花型索穹顶与单层网壳的组合结构为例,探讨了结构在均布荷载和集中荷载作用下的受力性能以及结构的矢跨比、预应力水平、网壳杆件截面等参数对结构受力性能的影响。计算结果表明,外荷载越小、矢跨比越小、预应力水平越大和网壳杆件截面越小,索穹顶承担的外荷载比例越大。     

宝石群单层折面网壳构形研究和简化杆系计算模型

深圳大运会体育馆、体育场的主体结构是由三角形网格组成,其外形如宝石群,为单层折面空间网壳结构.通过构形研究和机动分析,论证了宝石群单层折面网壳是一种满足几何不变性基本要求的静定空间桁架结构.通过研究圆形平面的宝石群单层折面网壳,提出了简化杆系计算模型及其计算方法,可精确求得网壳结构的内力和位移.在基本结构体系基础上,增...     

长春电影大世界双曲网壳设计

本文介绍了长春电影城中重要的组成部分电影大世界工程概况及特点，方案比较和内力分析，以及网壳安装方法。本工程是由十二个双层双曲变断面同壳组成的网壳群体，建筑造型奇特为国内罕见。网格采用四角银使结构内力分布均匀，对悬挂荷载及开洞有利。网壳采用焊接空心球节点，因节点刚度较大，经济指标好，平均用钢量为２２·７ｋｇ／ｍ２。网壳按３种工况进行内力分析。施工采用逐步提升法。     

肋环型球面空腹网壳结构的静力性能分析

空腹网壳是由平板型空腹网架演化而来的新型曲面空间网格结构,形式多样,为了解其中肋环型球面空腹网壳结构在竖向静载作用下的力学性能.本文采用空间梁单元,在边界上、下弦节点均约束线位移时共计算了22个算例,讨论了矢跨比、网壳厚度、网格圈数等参数对其变形和内力的影响.分析表明.肋环型球面空腹网壳可看作是两个具有相同曲率中心的单层网壳通过竖腹杆连接而共同工作,其矢跨比不官小于1/6,网壳厚度和网格圈数对结构力学性能的影响较小.本文还进行了这种结构与单层网壳的对比分析,表明其具有良好的技术经济指标.     

某大跨度异形曲面网壳结构建模与静力分析

某大跨度空间网壳结构是三个壳体相连的空间曲面双层网壳,由一个直径140m、两个直径80m的空间曲线旋转相交而成,网壳上弦为六边形网格,下弦为三角形和六边形网格,屋面材料为ETFE气枕,建筑造型独特,空间受力复杂。为实现建筑创意,提出了基于六边形蜂窝异形曲面网壳结构的三维建模方法,通过风洞试验,确定了结构风荷载取值;采用3D3S,SAP2000和ANSYS等多种程序,对网壳结构进行了静力分析,解决了大跨度异形曲面网壳结构的建模及计算分析难题。     

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。