索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成與靜力性能研究.pdf

1、索撐網(wǎng)殼是一種適合于玻璃采光頂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的新型單層網(wǎng)殼形式。與普通的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比，其最大特點(diǎn)在于每個(gè)網(wǎng)格單元都是平面四邊形，從而方便了玻璃面板的制作和安裝，提高了結(jié)構(gòu)的通透性。為提高四邊形網(wǎng)格單元的面內(nèi)剪切剛度，在每個(gè)四邊形網(wǎng)格面內(nèi)還設(shè)置了對(duì)角向的交叉支撐索，使得結(jié)構(gòu)整體成為一種由剛性梁?jiǎn)卧腿嵝运鲉卧餐M成的混合結(jié)構(gòu)。目前，我國(guó)對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)形式的研究和工程應(yīng)用均處于空白狀態(tài)。但從近年來國(guó)內(nèi)大型公共建筑蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)來看，這種新型

2、結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用指日可待。為此，本文在參閱國(guó)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)索撐網(wǎng)殼的曲面建模方法、基本靜力性能、靜力穩(wěn)定性能等問題開展了系統(tǒng)研究，為將來指導(dǎo)工程奠定了基礎(chǔ)。論文主要工作有：
　　分析了索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成特點(diǎn)，對(duì)其網(wǎng)格劃分方法進(jìn)行了廣泛探討。在此基礎(chǔ)上，采用表面平移法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有復(fù)雜曲面形式的索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分。
　　利用大型有限元分析軟件 ANSYS對(duì)一種典型的索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式——圓形底面橢圓拋物面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行

3、了靜力參數(shù)分析?？紤]了鋼桿件截面、索截面、索初始預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)矢跨比以及荷載分布形式等參數(shù)在常用范圍內(nèi)的變化情況，分析了結(jié)構(gòu)單元最大內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)最大位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明：鋼桿件截面、索截面、索初始預(yù)應(yīng)力等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)靜力性能的影響是相關(guān)的，合理選擇三者之間的比例關(guān)系可使結(jié)構(gòu)受力性能達(dá)到最佳狀態(tài)。
　　在對(duì)基本靜力性能分析的基礎(chǔ)上，還采用非線性有限元法，對(duì)圓形底面橢圓拋物面索撐網(wǎng)殼的靜力穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。考察了鋼桿件截面、索截面、