網(wǎng)殼結構的缺陷敏感性分析及其改善.pdf

1、單層網(wǎng)殼是目前空間結構中使用較多的一種結構形式，隨著人們對建筑功能要求的不斷提高，網(wǎng)殼跨度越來越大，形式也日趨復雜，其穩(wěn)定性以及缺陷敏感性問題日益突出。目前針對網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究主要側重于傳統(tǒng)單層網(wǎng)殼，對于空腹桿件網(wǎng)殼、弦支穹頂結構、大網(wǎng)格單層網(wǎng)殼等新型網(wǎng)殼的研究則有待深化。故本文圍繞新型網(wǎng)殼的穩(wěn)定性問題以及缺陷敏感性問題進行了以下幾方面研究： 第一方面，為加深對單層網(wǎng)殼缺陷敏感性的理解，本文以等截面面積的四種網(wǎng)殼（實心桿件網(wǎng)殼、

2、圓管桿件網(wǎng)殼、工字型桿件網(wǎng)殼和空腹桿件網(wǎng)殼）為研究對象，得到單層網(wǎng)殼缺陷敏感性隨著其桿件截面抗彎剛度的提高而降低這一規(guī)律；此外，又對球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼和鞍形網(wǎng)殼進行薄膜力分布和屈曲特征值研究，驗證了薄膜壓力和屈曲模態(tài)的耦合為引起單層網(wǎng)殼缺陷敏感性的原因。 第二方面，研究了荷載變異對網(wǎng)殼極限承載力的影響。網(wǎng)殼規(guī)范只規(guī)定了反對稱荷載對網(wǎng)殼極限承載力的影響，但并未對反對稱荷載降低網(wǎng)殼極限承載力的原因進行說明，此外規(guī)范也未提及其它荷載

3、作用方式對網(wǎng)殼極限承載力的影響。對此，本文對圓柱面網(wǎng)殼、橢圓拋物面網(wǎng)殼和球面網(wǎng)殼施加反對稱荷載，得到網(wǎng)殼極限承載力降低的原因，即網(wǎng)殼的第一階屈曲模態(tài)與反對稱荷載作用形式的一致性；此外，本文對單層球面網(wǎng)殼施加不同形式荷載，表明網(wǎng)殼頂部壓重對其極限承載力提高有幫助。 第三方面，針對網(wǎng)殼缺陷敏感性的抽象性和復雜性的特點，本文以一個彈性拱為例，對其引入一個拱頂彈性支撐，用Koiter初始后屈曲理論對其進行求解，得到其缺陷敏感性改善的解析

4、解，以加深對結構缺陷敏感性改善的理解。 第四方面，目前對弦支穹頂結構穩(wěn)定性以及缺陷敏感性的研究局限于具體工程的特定矢跨比，而不同矢跨比弦支穹頂結構的穩(wěn)定性以及缺陷敏感性有很大不同。本文對矢跨比為1/10、1/15和1/20的弦支穹頂結構進行穩(wěn)定性對比分析，提出弦支穹頂結構特征值求解的注意事項，并得到此類結構缺陷敏感性隨著矢跨比降低而減弱的這一規(guī)律。 第五方面，網(wǎng)殼受力性能接近于實體殼，設計人員傾向于選擇較密網(wǎng)格，但稀疏網(wǎng)