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联方型局部双层网壳的稳定承载力分析

作　者: 马旭
导　师: 李峰
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 局部双层网壳有限元分析用钢量临界荷载极限承载力单层跨度比例
分类号: TU399
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

网壳结构造型优美,受力合理,自重轻,具有较大的跨越能力,是大跨度结构中经常采用的一种结构形式。网壳按层数可以分为双层网壳和单层网壳。双层网壳结构的整体受力性能好,跨越能力大,杆件和节点多,杆件的强度在设计工作中起控制作用。单层网壳跨度一般比较小,整体稳定性在设计工作中起控制作用,杆件应力较小,结构的形式简洁、美观。为了结合单双层网壳的优点,同时摈弃二者的缺点,研究人员开始将局部双层网壳作为一种新的网壳结构形式进行研究。本文对特定参数的联方型局部双层网壳进行优化,然后根据优化经验建立不同单层跨度比例的局部双层网壳模型,通过特征值屈曲分析和非线性分析总结稳定承载力随单层跨度的变化规律。本文所做的主要工作如下:1.用MST2008对50米跨度的联方型局部双层网壳建模,通过满应力设计确定各个杆件截面尺寸;然后将模型导入ANSYS进行特征值屈曲分析,观察屈曲模态找出局部双层网壳的薄弱部位。2.通过改变单双层连接处的构造、加大单层区域杆件的截面尺寸等方式对局部双层网壳进行优化,最后以双层网壳和单层网壳为参考对局部双层网壳进行评价。3.对50m跨度不同矢高和单层范围的41个优化后的联方型局部双层网壳进行特征值屈曲分析,找出在上弦节点荷载、面荷载作用下网壳的临界荷载随单层跨度占总跨度比例的变化规律。4.对上述模型进行非线性分析,验证特征值屈曲分析所得出的规律的正确性,并得出两种分析方法计算结果的相关系数以及该系数随矢跨比的变化规律;另外对考虑几何缺陷和不考虑几何缺陷两种情况的计算结果进行对比分析,找出受几何缺陷影响较大的单层跨度比例的范围。研究表明:在用钢量基本相同的条件下,对50m跨度的联方型网壳而言,当单层跨度比例大于0.4时,周边双层中间单层网壳的稳定承载力和矢高的单层网壳相近,但是远小于具有相同矢高的双层网壳。

联方型局部双层网壳的稳定承载力分析

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