寶石形折板網(wǎng)殼參數(shù)化設(shè)計及穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，我國相繼舉辦了一系列國際盛會如北京奧運會、上海世博會以及深圳大運會等，各類體育設(shè)施和體育場館便借此契機如雨后春筍般發(fā)展起來，其中，絕大部分都是形式新穎的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，比較典型的例子就是折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
　　折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是在融合了混凝土折板結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的一種形式獨特的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由平板網(wǎng)格微元按照一定方式拼接而成，其樣式簡潔大方，非常美觀并且桿件連接簡單。折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有折板結(jié)構(gòu)的許多優(yōu)點，自然形成的脊線或谷線增大了

2、其面內(nèi)強度、剛度，增強了整體結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定能力。又因其每一組成單元都是平面，桿件類型少，便于屋面板的鋪設(shè)，大大提高了構(gòu)件加工制作、結(jié)構(gòu)施工安裝效率，可以做到機械化和商品化，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件、節(jié)點數(shù)量較多，矢跨比、環(huán)向區(qū)域份數(shù)、網(wǎng)格尺寸等的改變都會帶來結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力和總體造價的顯著改變，結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化過程比較繁復(fù)，因此本文首先通過APDL語言實現(xiàn)了三種不同類型的“寶石形”折板網(wǎng)殼的參數(shù)化設(shè)計，用戶可方便

3、的通過編制的宏程序?qū)Ω黝惸Ｐ瓦M行參數(shù)化設(shè)計;定制了用戶圖形交互輸入界面，通過此界面用戶可根據(jù)自己的需要選擇不同類型的單層折板網(wǎng)殼宏程序，完成對所需模型的參數(shù)化建模。
　　文章通過ANSYS進行了不同控制參數(shù)下的結(jié)構(gòu)靜力計算，分別研究了三種“寶石形”網(wǎng)殼模型的靜力特點，并討論了環(huán)向區(qū)域份數(shù)、結(jié)構(gòu)上下部矢高、上下部跨度、邊界條件以及主次構(gòu)件的不同對結(jié)構(gòu)受力性能的影響，總結(jié)歸納了其受力特點。
　　根據(jù)三類“寶石形”折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自身

4、幾何關(guān)系分類型推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)上下部跨度、上下部矢高、環(huán)向?qū)ΨQ區(qū)域份數(shù)、徑向節(jié)點圈數(shù)等控制參數(shù)與結(jié)構(gòu)桿件長度間的函數(shù)關(guān)系式，并闡述了該公式在“寶石形”折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的具體應(yīng)用。
　　對“寶石形”折板網(wǎng)殼進行了屈曲模態(tài)分析和考慮幾何初始缺陷的非線性穩(wěn)定分析，探討了三類折板網(wǎng)殼特征值隨矢跨比的變化規(guī)律以及其非線性極限承載力隨矢跨比和幾何初始缺陷的變化規(guī)律，深入研究了三類“寶石形”折板網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的各類設(shè)計參數(shù)對其穩(wěn)定承載能力的影響。