索支撑空间网格结构静力稳定性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iamchinese
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
索支撑空间网格结构是一种适合于玻璃采光顶结构特点的新型单层网壳结构形式。每个网格单元为平面四边形,方便了玻璃面板的制作和安装,提高了结构的通透性。面内对角向的交叉支撑索提高了四边形网格的面内剪切刚度,使结构整体成为一种由刚性梁单元和柔性索单元共同组成的混合结构。使用表面滑移法,通过准线和母线的相互滑移进行索支撑空间网格结构的曲面生成和网格划分。该类结构以弹性失稳为主,整体稳定承载能力较弱,需着重考虑。同时其是缺陷敏感型结构,需要考虑初始缺陷对稳定承载力的影响。索支撑空间网格结构节点构造特殊,常采用平面内铰接,平面外刚接的半刚性节点。   目前,对索支撑空间网格结构静力稳定承载力的计算主要采用有限元法,相比于解析法物理意义不够清晰,也无法为工程技术人员提供方便实用的计算公式。半刚性节点的索支撑空间网格结构稳定性能相关研究也较少。   本文基于连续壳体理论,以椭圆抛物面索支撑空间网格结构和联方柱面索支撑空间网格结构为研究对象,推导了具有初始缺陷的两种壳体结构的几何方程、物理方程、平衡方程。使用静力法求解几何方程、物理方程、平衡方程,得到了具有初始缺陷的两种壳体结构线性稳定承载能力计算公式。从网格的受力性能出发,推导了两向正交索支撑网格及联方索支撑网格的等代刚度,包括轴向刚度、剪切刚度、弯曲刚度、扭转刚度,并讨论了拉索对网格剪切刚度的影响。通过有限元数值算例验证了公式,分析了误差产生原因,提出了误差修正系数,并通过数值算例验证了修正公式的准确性。   本文使用弹簧单元建立了半刚性节点的椭圆抛物面索支撑空间网格结构和联方柱面索支撑空间网格结构的有限元模型。使用有限元方法,同时考虑几何非线性和物理非线性,考察了半刚性节点的两种索支撑空间网格结构的稳定承载能力,比较了与刚性节点连接的结构稳定承载能力的差别。通过参数分析考察了钢杆件截面、索截面、索初始预应力、矢跨比以及荷载分布形式等对结构稳定承载能力的影响,提出了采用半刚性节点的两种索支撑空间网格结构稳定承载能力修正系数。   研究结果表明:基于连续壳体理论得到的具有初始缺陷的两种索支撑空间网格结构的稳定承载能力计算公式表达形式合理,物理意义明确。考虑折减系数后,理论公式具有较好的精度。索支撑网壳结构中的索体现的是对网格抗剪刚度的提高,索初始预张力不宜过高。半刚性节点的两种索支撑空间网格结构稳定承载能力均比完全刚接的结构低约10%,半刚性节点对结构的极限承载力影响不大,节点在网格平面内设计成铰接合理。矢跨比、钢杆件截面、索截面是两种索支撑空间网格结构极限承载力的重要影响因素。
其他文献
我国辽阔的海洋中蕴藏着丰富的油气资源,在现今社会高速发展的状态下,陆上资源日益枯竭,已经无法满足国民经济发展的需要,石油勘探开发向海洋特别是深海区域拓展已经迫在眉睫。现
钢管混凝土由钢材和混凝土两种材料组合而成。钢材虽然具有各向同性、力学性能稳定、强度较高等优点,但是也存在着许多缺点限制了它的应用;而混凝土则是抗压性能较好、可塑性
大型基础设施结构在服役期内的养护和安全一直以来都是工程技术领域和养护管理部门研究和关注的热点问题。正交异性钢桥面板因其卓越的工程性能,例如高承载能力、低重量及易
工农业的高速发展及污水排放管理的不完善导致水体富营养化,并问题引起的藻类爆发随着工农业的高速发展以及污水排放管理的不完善而日益加剧,已经严重地影响了生态环境、经济
梁柱构件的连接是装配式钢筋混凝土框架结构的装配化施工和抗震性能的关键,目前常采用梁柱节点区现浇以加强连接整体性,这种方式严重制约着装配式钢筋混凝土框架结构的发展。
随着世界建筑业的高速发展,混凝土毫无疑问是当今世界应用最广泛的建筑材料。据不完全统计,我国每年生产约40000万吨的混凝土,因为城市建设、公路修建等建筑活动每年约产生4000
地震是人类所面临的重大自然灾害之一,我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带交汇处,历来地震活动频繁。但是在目前的理论和科技水平下,我们仍然无法对地震发生的时间、地点和强
在经济快速发展的今天,我国城市高层建筑和超高层建筑日益增多,基坑工程正朝着规模化、复杂化、纵深化的方向迈进。然而,在快速发展的背后也存在着大量的问题,诸如在设计和施工中
大型固定顶储液罐在地震激励下的动力性能及基底隔震研究仍是结构分析中的重要课题。目前,在工程设计及理论分析中仍需解决的问题有:一方面是在结构分析设计中,往往忽略上部网壳
作为一种新型高技术混凝土,高性能混凝土的高温性能是混凝土研究工作的一项重要课题。高性能混凝土具有良好的力学性能及耐久性,然而高性能混凝土在火灾高温中极易发生破坏,使其应用受到限制。本文首先系统阐述了国内外关于高性能混凝土高温性能的研究现状,重点包括其高温作用下的物理力学性能,高温爆裂,爆裂机理及预防措施。第二部分,介绍了文献中收集到的关于高性能混凝土的一些力学参数。第三部分,在高温影响下,借助于已