圆底球形组合肋壳连续化分析方法

圆底球形组合肋壳由U型截面组合肋和上部钢筋混凝土薄壳共同组成,能克服普通钢筋混凝土薄壳施工中支模拆模的复杂工序,整个结构具有施工简便、工程成本低廉、受力优越等特点.本文基于连续化理论,将组合肋壳中组合肋部分处理成正交各向异性薄壳,与上面钢筋混凝土薄壳构成具有协同工作的双层壳,按照弹性小挠度薄壳理论,建立组合肋壳位移法基本方程式,引入应力函数,推导出混合法基本方程式,并分别给出上层钢筋混凝土薄壳和下层组合肋网薄膜刚度矩阵、弯曲刚度矩阵以及考虑组合肋与钢筋混凝土薄壳间偏心的耦合矩阵具体表达式.最后,以40m跨圆底球形正交组合肋壳为例,将理论分析与有限单元法结果进行比较.研究表明:连续化分析能宏观地了解结构的力学性能,可用于组合肋壳结构的初步设计,为组合壳体类结构理论研究提供参考.

钢-混凝土空间组合壳体结构静力破坏试验

为研究钢-混凝土空间壳体结构在静力荷载下内力响应、破坏过程与失效机理,以球面钢-混凝土组合肋壳为对象,设计并制作整体结构和组合肋网2个缩尺模型,节点施加集中荷载进行结构破坏性试验。加载初期,两个试件变形均很小,整体结构模型中薄壳主要承受薄膜压力,组合肋中为轴压力;随着荷载增大,在组合肋壳加载壳面区域附近出现微小裂缝,组合肋网中加载点附近区域的混凝土与钢肋间出现微开裂。当壳面顶部出现交叉型裂缝,在一个加载点混凝土壳面压碎,下部组合肋节点混凝土部分也被压碎,在加载点附近形成局部塌陷区时,结构发生破坏;组合肋网模型中加载点处出现组合肋节点混凝土压碎,钢肋板出现局部褶皱,与圈梁相交的组合肋中钢肋板与混凝土间出现裂缝。试验结果表明:组合肋壳发生局部强度破坏;组合肋网由于局部杆件失效而发生破坏,试验测得组合肋壳最大承载力约为组合肋网的3倍,两个试件的荷载-位移曲线都表现出较好的延性。