大跨度单层柱面网壳在强震下的失效研究

采用考虑钢材损伤累积的本构模型,系统分析了结构参数对单层柱面网壳结构失效模式和失效极限荷载的影响,其中包括：不同屋面质量的影响;不同矢跨比,以及不同长宽比的影响。     

双柱面网壳并列布置风致干扰的数值模拟研究

对一典型三心圆柱面网壳进行了计算流体动力学(CFD)数值模拟,并与风洞试验进行比较,结果显示数值模拟能较准确反映实际情况,数值误差可以接受.在此基础上,将两个柱面网壳并列布置,在不同风向角及不同间距的情形下进行了详细数值模拟分析,发现此类风致干扰的主要影响因素在于遮挡效应,指出了当受扰体完全被施扰体的尾流所包裹时,遮挡效应最为严重。本文提出了柱面网壳并列布置相互干扰影响的风压分布规律和合理性建议,可指导实际工程应用。     

支座水平滑移使柱面网壳结构成型施工新方法研究

介绍一种以支座水平滑移方式使柱面网壳结构快速成型的施工(专利)新方法,并结合工程算例,用时变结构力学分析计算方法与常规设计计算方法分别对结构施工全过程进行了受力分析和对比。     

板锥柱面网壳结构的试验研究与有限元分析

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程,了解结构的受力性能和整体刚度,对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计,确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型在正常荷载工况和破坏荷载工况下进行加载试验,并采用ANSYS软件对试验模型进行非线性有限元分析。结果表明：板锥柱面网壳的整体刚度大,在正常荷载模式下,结构的变形很小,最大竖向位移与跨度的比值为1/3787,弦杆的受力主要是沿拱轴方向传递;在破坏荷载模式下,锥体的节点板连接处率先发生局部屈曲,之后焊点破坏,结构丧失承载能力。有限元与试验所得承载力最大误差为11%,破坏模式基本一致,所用有限元分析方法可靠。     

单层柱面网壳火灾温度场分布研究

为了研究火灾下大跨度柱面建筑内部烟气在蔓延过程中各参数的分布特征,开展了基于FDS软件仿真的建筑火灾温度场研究.首先应用FDS软件对文献中的火灾试验进行仿真,验证了建模及仿真结果的可靠性.在此基础上,建立柱面建筑火灾仿真模型,分别改变火源功率、矢跨比及火源位置等参数,获得了各参数变化对柱面建筑内部温度场的影响规律.     

索拱桁架-单层网壳复合空间结构的结构设计与稳定性分析

索拱桁架-单层柱面网壳结构综合了索拱桁架与单层网壳结构的优点,可减小支座水平推力、减小单层网壳纵向跨度、提高结构的稳定性,从而实现结构更大跨度的跨越。以一拟建198 m跨、且需支承于15 m高单排混凝土柱列的大跨度煤棚钢结构屋盖为工程背景,开展大跨度索拱桁架-单层柱面网壳结构的设计分析工作,对结构的预应力设计值进行优化分析并在此基础上详细分析结构静动力特性,论证借助索拱桁架-单层柱面网壳结构跨越近200 m级跨度的可行性,揭示结构在各种可能荷载工况下的内力及变形分布规律,并利用ANSYS有限元软件计算了结构的线弹性屈曲特征值和考虑材料和几何双重非线性的极限承载力。     

节点刚度对四边支承单层柱面网壳稳定性的影响

利用ANSYS有限元软件建立了半刚性节点单元模型,对四边支承单层柱面网壳进行了几何非线性全过程分析,主要考察考虑初始几何缺陷和荷载不对称分布情况下,节点刚度变化对柱面网壳稳定性的影响规律.研究结果表明,四边支承单层柱面网壳当缺陷相同时,刚度减弱,极限荷载下降,且抗弯刚度的影响较强;缺陷增大,扭转刚度对四边支承柱面网壳的影响增强;同一刚度下,随着缺陷的扩大,极限荷载呈下降趋势,随着刚度的减小,缺陷对网壳极限荷载的影响程度减弱;荷载不对称分布导致四边支承柱面网壳结构极限荷载降低至对称荷载作用情况的80％左右,缺陷变化使得节点刚度对极限荷载的影响程度有所改变,但对承载力终值影响不大.     

索撑双向网格型单层柱面网壳稳定性研究

双向网格型单层柱面网壳结构不仅外型美观、各构件布置规则,而且质量轻、采光好。但是随着网壳跨度越来越大,整体稳定性问题也日益突出,因此制约了此类网壳结构在实际工程中的应用。为此,针对双向网格型单层柱面网壳结构,提出了一种新型布索方案,即在双向网格面内布置斜拉索提高结构的面内刚度,在双向网格面外通过撑杆布置横、纵拉索提高结构的面外刚度。首先通过对不同跨度网壳结构的弹塑性分析验证拉索的布置效果,并考虑各种参数变化对结构稳定性的影响,论证了此类网壳结构的合理性和实用性。其次,结合模型的静力试验研究了此类索撑柱面网壳结构的稳定性,论证了拉索布置的合理性。结果表明,采用撑杆和拉索的交错布置后,网壳结构的受力更加合理,其承载能力有了大幅度提高。此类索撑网壳结构为缺陷不敏感结构,但是撑杆长度对结构承载能力的影响很大,对于不同跨度的网壳结构,撑杆的最佳长度有所不同,实际工程中要确保撑杆具有最佳长度。     

成都双流机场航站楼单层柱面网壳结构的整体稳定性研究

采用基于梁 -柱单元的非线性分析程序 ,对成都双流机场航站楼二典型柱面网壳 +支承柱这一整体结构在三种主要组合工况 (竖向对称荷载组合、竖向非对称荷载组合及风荷载组合 )作用下的承载性能进行了全过程追踪分析。结果表明 ,与单纯柱面网壳结构相比 ,柱面网壳 +支承柱这一整体结构的失稳路径单一 ,一般仅发生极值型失稳 ;其弹性极限承载力大大降低 ,几何缺陷敏感性亦有所降低     

大尺度高低跨柱面屋盖的风压系数分区研究

针对大尺度高低跨柱面屋盖体系风压分布变化梯度较大、跨间相互干扰以及此类屋盖风压分区无相关规范可查阅等问题,在得到各种风向下最不利极值风压的基础上,采用K-means聚类的风压系数快速分区方法将高低跨柱面屋盖表面划分为多个区域,并计算了各区域的分区风压系数。同时,在高低跨柱面屋盖风压系数分区研究过程中,对K-means方法的k值取值范围和最佳k值确定方法进行针对性改进。结果表明,高低跨柱面屋盖的边缘属于风敏感部位,而中间部分风压变化较小,因而在进行大尺度平屋盖抗风设计时,采用聚类方法进行风压分区更为合理。