橢圓水平投影雙曲拋物面網(wǎng)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)及抗震性能分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)的需求愈發(fā)高漲，在保證結(jié)構(gòu)的安全性的同時(shí)也在更多的要求建筑的美觀與新穎性。傳統(tǒng)的球面、柱面網(wǎng)殼因覆蓋空間廣、矢高大等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于大型體育館及工廠類建筑;然而放眼望去，其造型多固守成規(guī)、千篇一律，缺乏建筑美感。雙曲拋物面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式多變，既可以單塊作屋蓋，也能多塊靈活組合?？伤茉斐删匦巍⒘庑魏蜋E圓形等多種平面，特別適用于藝術(shù)館、音樂廳、中型體育場(chǎng)館等對(duì)建筑美感要求較高的建筑。本文的研究對(duì)象為單

2、塊的單層橢圓水平投影雙曲拋物面網(wǎng)殼，其索拱正交的結(jié)構(gòu)形式可創(chuàng)造多變的內(nèi)部空間效果，使建筑更具現(xiàn)代藝術(shù)氣息。文章通過歸納文獻(xiàn)介紹的類似網(wǎng)殼工程實(shí)例，依照文獻(xiàn)原型的主要特征，創(chuàng)建相似的模型。引入ANSYS有限元分析軟件，分析該類雙曲拋物面網(wǎng)殼在靜力和地震作用下的一般特性，得到一些重要結(jié)論。研究的主要內(nèi)容如下:
　　1、依據(jù)雙曲拋物面方程z/2f=(x-S1)2/S12-(y-S2)2S22，其中f為矢高，S1為長(zhǎng)跨，S2為短跨，對(duì)橢圓

3、投影面的雙曲拋物面網(wǎng)殼進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì);借鑒肋環(huán)、聯(lián)方、凱威特、施威德勒、短程線、三向格子六種典型球面網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式，建立了六種橢圓水平投影雙曲拋物面網(wǎng)殼模型;只要輸入矢高、長(zhǎng)短軸跨度、環(huán)向份數(shù)、徑向圈數(shù)便可方便實(shí)現(xiàn)該類網(wǎng)殼模型結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。考慮自重，對(duì)該類結(jié)構(gòu)施加靜力載荷，通過比較不同矢高、跨度下的位移云圖和應(yīng)力云圖，歸納出六種結(jié)構(gòu)模型各自的適用跨度、矢高等范圍。
　　2、依據(jù)雙曲拋物面正、負(fù)曲率拋物線正交的特性，推導(dǎo)了該類雙

4、曲拋物面網(wǎng)殼的桿件長(zhǎng)度與參數(shù)之間的關(guān)系式;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，給定跨度矢高等參數(shù)，可通過引入該公式，保證工程上對(duì)桿件長(zhǎng)度的控制要求，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　3、選取所研究的六種雙曲拋物面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能較優(yōu)的兩種進(jìn)行地震響應(yīng)分析，對(duì)該結(jié)構(gòu)施加EI-CENTRO三維地震波，采用時(shí)程分析法導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)位移時(shí)程曲線及位移云圖，通過跨度、矢高、環(huán)向份數(shù)、徑向圈數(shù)等參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)位移的影響找出該種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)受哪些參數(shù)影響最顯著。