索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成與靜力性能研究.pdf

1、索撐網(wǎng)殼是一種適合于玻璃采光頂結(jié)構(gòu)特點的新型單層網(wǎng)殼形式。與普通的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相比，其最大特點在于每個網(wǎng)格單元都是平面四邊形，從而方便了玻璃面板的制作和安裝，提高了結(jié)構(gòu)的通透性。為提高四邊形網(wǎng)格單元的面內(nèi)剪切剛度，在每個四邊形網(wǎng)格面內(nèi)還設置了對角向的交叉支撐索，使得結(jié)構(gòu)整體成為一種由剛性梁單元和柔性索單元共同組成的混合結(jié)構(gòu)。目前，我國對這種新型結(jié)構(gòu)形式的研究和工程應用均處于空白狀態(tài)。但從近年來國內(nèi)大型公共建筑蓬勃發(fā)展的趨勢來看，這種新型

2、結(jié)構(gòu)體系的應用指日可待。為此，本文在參閱國外文獻的基礎上，對索撐網(wǎng)殼的曲面建模方法、基本靜力性能、靜力穩(wěn)定性能等問題開展了系統(tǒng)研究，為將來指導工程奠定了基礎。論文主要工作有：
　　分析了索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成特點，對其網(wǎng)格劃分方法進行了廣泛探討。在此基礎上，采用表面平移法，實現(xiàn)了對具有復雜曲面形式的索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分。
　　利用大型有限元分析軟件 ANSYS對一種典型的索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式——圓形底面橢圓拋物面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，進行

3、了靜力參數(shù)分析?？紤]了鋼桿件截面、索截面、索初始預應力、結(jié)構(gòu)矢跨比以及荷載分布形式等參數(shù)在常用范圍內(nèi)的變化情況，分析了結(jié)構(gòu)單元最大內(nèi)力和節(jié)點最大位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明：鋼桿件截面、索截面、索初始預應力等參數(shù)對結(jié)構(gòu)靜力性能的影響是相關的，合理選擇三者之間的比例關系可使結(jié)構(gòu)受力性能達到最佳狀態(tài)。
　　在對基本靜力性能分析的基礎上，還采用非線性有限元法，對圓形底面橢圓拋物面索撐網(wǎng)殼的靜力穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)研究。考察了鋼桿件截面、索截面、