矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)足尺靜力試驗(yàn)研究及計(jì)算程序研制.pdf

1、矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種新型空間結(jié)構(gòu)體系，具有可重復(fù)使用，折疊后體積小，展開后內(nèi)部使用空間大，經(jīng)濟(jì)、美觀、運(yùn)輸方便等顯著特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于民事及軍事工程。該結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、跨度大、桿件多、轂盤節(jié)點(diǎn)處連接構(gòu)造復(fù)雜，因此，雪荷載為該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的荷載。目前國內(nèi)外對此類結(jié)構(gòu)研究尚未見報(bào)道，對其在雪荷載作用下破壞模式、轂盤節(jié)點(diǎn)處的傳力機(jī)理還不清楚，也沒有一個(gè)專用計(jì)算程序能夠?qū)ζ溥M(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算。故本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果為：
　　1.完

2、成了雪荷載作用下足尺矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)。位移測量結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)長軸方向位移變形曲線關(guān)于 G軸對稱，結(jié)構(gòu)短軸方向位移變形曲線關(guān)于通過B3、M3轂盤節(jié)點(diǎn)的縱軸對稱。當(dāng)加載到0.14m厚雪荷載時(shí)，G4轂盤節(jié)點(diǎn)豎向位移最大，下降位移為178mm；G2轂盤節(jié)點(diǎn)短軸方向水平位移最大，向結(jié)構(gòu)外側(cè)移動(dòng)了101mm。
　　2.應(yīng)變測量結(jié)果表明：G2’、G3轂盤節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由于與其相連接的大部分桿件不斷擠壓該轂盤節(jié)點(diǎn)所導(dǎo)致的。其中，G2

3、’H2、G2’F2兩根爬坡單元桿件軸壓力對G2’轂盤節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的“貢獻(xiàn)”最大，當(dāng)加載到0.14m厚雪荷載時(shí)，這兩根桿件端部軸壓力分別達(dá)到-7.133Mpa與-6.158Mpa，其余桿件端部軸壓力僅為其30％~40%；G3F3’、G3H3’兩根頂部單元腹桿軸壓力對G3轂盤節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的“貢獻(xiàn)”最大，當(dāng)加載到0.14m厚雪荷載時(shí)，這兩根桿件端部軸壓力分別達(dá)到-3.173Mpa與-3.038Mpa，其余桿件端部軸壓力僅為其60%

4、左右。
　　3.矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)承載力喪失由爬坡單元下轂盤節(jié)點(diǎn)桿件插槽位置處破裂所引起。隨著荷載不斷增大，與轂盤節(jié)點(diǎn)連接桿件軸向應(yīng)力逐漸增大，并通過堵頭處金屬片擠壓轂盤節(jié)點(diǎn)，使得轂盤節(jié)點(diǎn)發(fā)生扭轉(zhuǎn)；當(dāng)加載到0.14m厚雪荷載時(shí)，插入轂盤節(jié)點(diǎn)處的各桿件端頭金屬片已彎曲特別嚴(yán)重并緊靠插槽內(nèi)壁；最終因兩相鄰桿件端部金屬片間局部轂盤節(jié)點(diǎn)處承受轉(zhuǎn)動(dòng)彎矩過大，使得轂盤節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)了細(xì)微裂縫，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已不適于繼續(xù)承載。
　　4.測試結(jié)果表明