天津于家堡大跨度单层网壳结构设计与分析

天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用单层网壳结构,南北向跨度为144,m,东西向跨度为81,m,矢高为25,m,是目前国内跨度最大的单层网壳结构.基于仿生学设计理念,建筑造型模仿贝壳形状和纹理,焊接箱形杆件沿空间螺旋线交织布置.结合于家堡大跨度单层网壳结构,详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式,并对其稳定性能和动力特性进行了研究,为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考.     

混合型网壳结构的有限元法分析及受力特性的研究

混合型网壳是一种新型空间结构形式，采用板壳元、空间梁单元、杆单元的组合结构有限元法对这种结构的受力特性作了探讨分析。通过分析混合型扁网壳结构的位移、内力分布规律，验证了该结构设计应用的合理性和现实意义。     

一种网壳结构基于压力线概念的优化方法

为了提高网壳结构的承载能力,提出一种基于压力线概念的网壳结构优化方法.该方法利用压力线无弯矩的特征,将组成球面和柱面网壳结构轮廓线的圆弧线替代为压力线,使网壳结构在竖向荷载作用下处于压应力状态,从而减小弯曲应力的影响,达到了提高网壳结构承载力的目的.对一个跨度为48m的单层葵花形网壳结构进行几何非线性分析,发现该方法可将极限承载力提高5.48%;进一步对84例不同跨度、不同矢跨比的单双层球面、柱面网壳结构进行分析,结果表明该优化方法正确有效,对矢跨比为1/5左右的单层网壳结构,优化效果较好,最大承载力可提高6.4%.     

单层网壳-张拉整体杂交结构静力学性能分析

本文对单层网壳-张拉整体杂交结构在竖向荷载作用下的静力学性能进行了深入分析,分析过程中考虑了几何非线性和应力刚化,同单层网壳结构的静力学性能进行了比较,并分析了预应力对该杂交结构力学性能的影响.从索截面、布索方式、压杆长度三个方面参数的变化来分析该杂交结构的结构内力、竖向位移和约束反力的变化情况,为该类结构设计优化提供依据.关健词单层网壳;张拉整体;杂交结构;静力学性能分析     

单层网壳结构稳定性研究及其可靠度探析

稳定性是单层网壳结构设计中的关键一环，将可靠度引入单层网壳结构分析中也是非常重要的。通过对单层网壳结构稳定性及可靠度理论进行研究。本文综合现有分析方法，结合网壳结构规程要求，对单层网壳结构整体稳定性和可靠度进行研究分析。     

展览厅双层柱面网壳结构的设计与性能研究

以展览厅双层柱面网壳结构设计为工程背景,对双层柱面网壳的结构选型进行了详细论述研究了跨度、矢跨比对总造价的影响,并对计算方法、温度应力和支座水平推力的处理进行了探讨,分析了双层柱面网壳的受力特性与支承结构刚度的相互关系,得出了一些有益的结论和建议。     

预应力对柱面网壳结构静力性能影响研究及其优化设计

文章结合某预应力柱面网壳结构工程,在用拟壳法初步确定预应力值的基础上分析了预应力对网壳结构挠度与刚度的影响,对网壳杆件轴力的影响.在给定的布索方案下,提出了以用钢量为目标的最优索力判别方法.具体的计算表明,该方法是简便与有效的.     

拉杆式柱面温室网壳的稳定性能分析

双向网格型单层柱面网壳透光好,耗钢量低,适用于温室结构设计.为了进一步拓宽网壳跨度,通过布置拉杆的方式确保网壳具有足够的刚度,开发了大跨度拉杆式单层柱面温室网壳体系.本文以大规模参数分析作为研究手段,利用通用有限元程序ANSYS以及自编的前后处理程序,针对拉杆式柱面温室网壳开展800余例非线性全过程分析,通过结构极限承载力论证布杆方式的有效性,考察了屈曲模态、塑性发展分布等特征响应,总结长宽比、矢跨比、拉杆预应力、初始几何缺陷、荷载不对称分布等因素对温室网壳弹塑性稳定承载力的影响规律.为使温室网壳安全可靠度可以得到有效的保证,做到充分考虑初始几何缺陷对网壳结构稳定性能的影响,文中采用"3σ"原则对塑性折减系数进行重新核定,取值范围为0.60~0.88.     

基于整体刚度折减系数的网壳结构抗震性能参数

为研究针对网壳结构抗震性能的参数指标及设计限值,实现网壳结构抗震性能的快速评估与校核,采用基于结构整体刚度参数的模态推覆分析法,将网壳结构简化为相应的等效单自由度体系,分析网壳结构地震反应.基于此结构整体刚度参数及等效单自由度体系,提出新的抗震性能参数——整体刚度折减系数,并验证其准确性.将整体刚度折减系数值0.10,0.75和1.00作为矢跨比大于等于1/4的K6型网壳结构轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌的界限值,并将整体刚度折减系数值0.10和0.80分别作为结构线弹性、弹塑性变形验算的设计限值.数值算例分析结果表明,整体刚度折减系数具有较好的适用性,可用于网壳结构抗震性能的快速评估与校核以及结构设计优化.     

一种新的大型LNG储罐钢穹顶稳定性分析方法

大型LNG储罐钢穹顶由蒙皮板和单层肋环型网壳焊接而成,因其结构特殊性,目前中国在进行大型LNG储罐穹顶稳定性分析时无相关规范可以依循,多参照单层网壳规范进行设计,钢穹顶可能存在局部失稳的风险.提出一种新的钢穹顶稳定性分析方法,即将带蒙皮板网壳结构等效为单层网壳结构进行稳定性分析.该方法基于保证等效前后截面面积、抗弯刚度...     

基于Grasshopper插件的双层网壳结构参数化设计建模

基于犀牛(Rhinoceros)软件及Grasshopper插件,针对双层网壳结构的特点,探讨双层网壳结构参数化建模设计的实现过程。研究表明,运用参数化设计手段可快速进行双层网壳结构的内外层壁找型、体量生成、细节优化与三维模型打印,可为推广至复杂大跨度空间网壳结构的建筑设计提供参数化建模参考。     

短程线型单层球面网壳结构的参数化建模

短程线型球面网壳的杆长和杆件的夹角最为均匀,杆件受力合理。根据等弧均分法,分析了短程线型球面网壳的几何特性,将直角坐标与球面坐标相结合,利用ANSYS的二次开发技术建立了一种短程线型球面网壳结构的建模方法,编制了相应的宏程序,实现了其参数化建模。该方法具有简单、快捷的优点,用户仅需输入矢高、跨度、扇形个数和频数这些控制参数即可自动生成所需模型,为下一步优化设计和后处理奠定了良好的基础。     

具有初挠度扁柱面网壳的非线性动力学问题

根据薄壳非线性动力学理论和网格结构拟壳法,给出矩形底面扁柱面网壳的非线性混合边值问题, 在可移夹紧的边界条件下,求出扁柱面网壳的无量纲应力函数的解.利用扁柱面网壳的非线性动力学变分方程,通过Galerkin作用得到一个含二次和三次项的非线性动力学方程,在外激励情况下求Melnikov 函数,给出可能发生混沌运动的条件.通过数字仿真绘出的相轨图,Poincare映射图,时程图证实混沌运动的存在;给出频率受初挠度影响的特征曲线,结果表明频率随初挠度增大而增大,且随初挠度增大而非线性增强.     

单层球面网壳结构稳定若干分析

利用大型通用有限元软件ANSYS对一个40 m跨度的单层K8网壳进行了分析。分析包括静力稳定分析和动力稳定分析。静力稳定分析方面有线弹性屈曲分析、几何非线性稳定分析以及双非线性稳定分析。计算了不同的缺陷下网壳的极限荷载因子,分析了网壳的缺陷敏感性,探讨了采用理想弹塑性模型模拟钢材Q235的合理性。动力稳定分析方面有模态分析和瞬态动力分析。针对网壳是否考虑静荷载作用分别进行模态分析,考察了静力荷载产生的应力和变形对结构的自振频率的影响。采用taft波,并分别用比例调幅为0.3 g和0.4 g,再对网壳进行瞬态动力分析,比较其动力响应,得出了对工程结构设计有用的结论。     

单层倒悬链型柱面网壳的非线性稳定性研究

针对拱准线形式为悬链线的单层倒悬链型柱面网壳结构,首先对比分析了其常见的3种网格形式的稳定性能,确定了一种合理的网格布置形式,然后与单层圆柱面网壳的稳定性作了比较,最后进行了大规模的参数分析,较全面系统地研究了单层倒悬链型柱面网壳的静力稳定性,包括长宽比、矢宽比、杆件截面尺寸、初始几何缺陷和荷载不对称分布各参数对结构极限荷载的影响.研究表明:常见网格形式的单层倒悬链型柱面网壳,以斜杆I型的整体稳定性能最好,且相比单层圆柱面网壳,其刚度和极限承载力都得到了较大的提高;长宽比、矢宽比对单层倒悬链型柱面网壳极限承载力影响显著并具有良好的规律性,结构横向加劲肋间距应小于横向宽度;网壳极限承载力与截面等效刚度呈线性关系;初始几何缺陷对结构影响较显著,当缺陷达到波宽的1/300时,网壳极限荷载最大降低达57%;结构对不对称荷载作用不敏感.     

局部双层去顶网壳参数化设计与力学分析

为研究局部双层去顶球面网壳力学性能,进而选出适用于大跨度露天结构的网壳类型,应用ANSYS软件的程序设计语句APDL(ANSYS parametric design language),研制了6类局部双层去顶网壳的参数化模型设计程序,并对6类网壳的静力性能及影响要素做出对比分析.研究结果表明:该模型设计程序简单实用,为结构在不同几何参数下的力学性能分析带来了极大便利;结构几何参数对其力学性能影响较复杂,且网壳最顶圈为结构薄弱部位;联方型在6类网壳中受力性能相对最好,可在大跨度露天结构中优先考虑.     

矩形底双层网格扁壳的非线性屈曲

本文应用双层网格扁壳的非线性弯曲理论和双重富里叶级数法,研究了均匀横向分布载荷作用下矩形底双层网格扁壳的非线性屈曲问题,得到了固定简支边条件下的精确解。     

网壳结构的指示矩阵算法

网壳结构作为一种新颖的建筑型体.在我国已开始得到重视并用于实际工程.但由于网壳结构形体的多变性和众多单元数量,当用计算机进行结构分析和设计时,前期工作量很大.因此,本文在分析了网壳结构形体的基础上,提出了结构的成形策略,并引进了一套易在计算机上实施的、指示结构几何构成的算法,用指示矩阵算法实现了网壳结构的前处理.使用结果表明,本法简单、正确、有效,是用于结构前处理的一种较为系统的方法.     

矩形底双层网格扁壳的非线性弯曲

利用双层网格扁壳的非线性理论和双重富里叶级数法研究了横向分布载荷作用下矩形底双层网格扁壳的非线性弯曲问题,得到了边缘不可移简支边界条件下的精确解,并给出了算例．     

拱支网壳结构的力学性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳（网架）及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式,在理论分析和模型试验研究的基础上,对该结构体系的力学性能进行了分析,并比较其经济性指标。研究结果表明,由于拱结构的参与,该杂交绘声结构的受力性能得到明显改善,使得该结构体系具有更广阔的应用前景。