超大跨度凯威特型巨型网格结构选型及参数分析

通过对不同体系超大跨度空间结构研究成果的回顾,探讨了其发展趋势。对比分析了800 m跨度、相同荷载作用下具有相同几何参数的双层网壳、局部三层网壳、肋环型巨型网格和凯威特型巨型网格结构体系的多项静力性能指标。结果表明:在相同跨度和荷载作用下凯威特型巨型网格结构体系受力性能最优。针对此结构体系的空间复杂性,利用CAD三维成型分析获得其拓扑关系,明确了跨度、矢高、桁架高度等7个几何形体控制参数。基于结构几何成型的程序化实现方法,利用APDL参数化语言首次得到其自动生成程序,并编程完成了结构分析计算。最后对凯威特型巨型网格结构体系展开了包括环(径)向分割份数、矢跨比、桁架高跨比在内的7个参数共计153个模型、1 000余算例的大规模参数分析。总结了结构力学性能随上述参数的变化规律,归纳了各参数的合理取值范围,为该巨型结构的理论研究与工程设计提供参考。

跨度800m凯威特型巨型网格结构在8度多遇地震作用下受力性能分析

以跨度800 m凯威特型巨型网格结构为研究对象,对其在多遇地震作用下的受力性能进行研究。基于位移权重系数和内力权重系数,对瑞利阻尼系数计算方法进行了修正。采用时程分析法对跨度800 m的凯威特型巨型网格结构进行了8度多遇地震作用下结构反应的计算,对其位移和内力反应进行了分析。结果表明:结构最大位移和最大内力的放大系数在1.1~1.2之间;通过对比振型截断法和振型过滤法,发现由振型过滤法确定的组合振型,可使多维反应谱法的计算结果精度更高且计算速度更快,应用多维反应谱法对结构进行计算,并与时程法的结果进行对比,由两种方法计算得到的内力及位移反应平均误差在10%左右,且反应包络线趋势一致。