節(jié)點剛度對單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響.pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是將桿件沿某個曲面有規(guī)律布置而成的空間結(jié)構(gòu)體系，它受力合理，整體剛度好，可覆蓋大跨度空間，是大跨度空間結(jié)構(gòu)的一種主要結(jié)構(gòu)型式。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)總的發(fā)展趨勢是跨度和規(guī)模越來越大，而隨著網(wǎng)殼跨度增大和厚度變薄，其穩(wěn)定性問題也日益突出。目前對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響因素的研究，大多集中于網(wǎng)殼類型、幾何尺寸、荷載條件、邊界條件、初始缺陷等方面，對于節(jié)點剛度的研究還相對較少。傳統(tǒng)的設計方法一般把單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點假定為完全剛接，這樣簡化是否正確還有待考

2、證。因此，有必要研究節(jié)點剛度對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，以考查傳統(tǒng)設計方法中簡化假定的合理性。 本文即在上述背景下總結(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)常用的焊接空心球節(jié)點的節(jié)點剛度計算方法，研究焊接球連接節(jié)點剛度對單層肋環(huán)型、K6型、聯(lián)方型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響，其中考慮了幾何缺陷、不同跨度和矢跨比等因素的影響。分析時利用ANSYS軟件建立單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的空間三維模型，通過Matrix27單元引入節(jié)點剛度，對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行考慮節(jié)點剛度的線性屈曲分析和

3、非線性屈曲分析，得到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特征值、屈曲模態(tài)和荷載-位移曲線，據(jù)此分析節(jié)點剛度對單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。 通過分析可發(fā)現(xiàn)，焊接球連接節(jié)點剛度對單層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性的影響較大，可使其極限承載力最大下降為剛接時的75％，對單層K6型、聯(lián)方型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響次之，可使其極限承載力最大分別下降為剛接時的88％和89％?？梢妭鹘y(tǒng)網(wǎng)殼設計方法節(jié)點理想剛接的簡化存在安全隱患，節(jié)點剛度對網(wǎng)殼整體穩(wěn)定性的影響不能