不同布索方案下预应力双层柱面网壳结构稳定性分析

在双层柱面网壳结构中引入预应力拉索,不仅能增大结构跨度,还能提高大跨度结构的安全性、稳定性。钢结构建筑的稳定性能是钢结构设计的关键因素。文中以大跨度双层柱面网壳结构为例,采用有限元法,选取四种对结构受力有利的布索形式,结合矢跨比、跨度、厚度等因素,对所选结构模型进行稳定性分析。

双层柱面网壳弹塑性抗震性能

对双层柱面网壳的弹塑性抗震性能进行了探讨。采用理想弹塑性模型 ,通过结构非线性分析程序ADINA ,对双层柱面网壳结构进行了地震作用下的弹塑性分析。利用EL Centro地震波对网壳结构进行时程地震反应分析 ,考察了杆件进入塑性后网壳的地震响应和抗震性能 。

双层柱面网格扁壳的非线性稳定性分析

基于等效夹层壳思想的双层网格扁壳非线性弯曲理论,对双层柱面网格壳体在均布压力作用下的非线性稳定性问题进行研究,采用伽辽金方法求得了简支边界条件下双层柱面网格扁壳的非线性载荷-位移关系式和临界屈曲载荷的解析表达式,讨论网壳结构几何参数对临界屈曲载荷的影响。

双层柱面网壳设计研究

通过４９ｍ × １００ｍ，４５ｍ×８１ｍ，６０ｍ×１１７ｍ三个双层柱面网壳在不同结构形态、各种支承条件及轻、重屋面荷重下的计算分析，对柱面网壳结构选型、计算假定等作了详尽的论述；并讨论了对于柱面网壳支座水平推力的处理、温度应力对大跨度柱面网壳的影响等不能回避的问题，指出网壳支座与平板网架支座节点的不同，提供了常见支承条件下网壳支座的设计思路和作法。

基于有限质点法的双层柱面网壳强风作用下倒塌破坏研究

采用有限质点法研究空间柱面网壳在强风作用下的倒塌破坏性能.推导了有限质点法基本方程和三维空间单元的内力计算公式,给出了利用该方法分析结构几何非线性、材料非线性的具体过程,建立了断裂模型和断裂准则.在破坏过程模拟中,考虑风速风压模拟的空间三维相关性,运用线性滤波器法中的自回归(AR)模型编写程序模拟脉动风速与风压,实现了强风作用下双层柱面网壳的倒塌全过程分析.基于结构倒塌模拟结果,建立衡量结构倒塌破坏的控制指标,对双层柱面网壳的结构参数进行优化,提高了双层柱面网壳的抗倒塌性能.

考虑土-结构相互作用双层柱面网壳在多点输入下的地震反应分析

目前对于网壳结构的地震反应研究大部分仍然采用一致输入,特别是没有考虑土-结构相互作用对网壳结构的影响。本文通过对大型有限元分析软件MSC.Nastran的二次开发,用等效线性化方法考虑土体的非线性,对土体采用三维实体单元建模,并对土体在基岩面上采用地震动的多点输入,计算分析了大跨度双层柱面网壳的动力反应,并且与一致地震动输入下网壳结构的地震反应进行了对比,考察了两者之间的差异,深入分析了考虑土-结构相互作用下,双层柱面网壳结构在多点输入和一致输入下的地震反应规律,并得出了一些重要结论。

替换可控杆件的双层柱面网壳半主动控制策略

提出了一种针对双层柱面网壳结构的半主动符号控制策略,设计了一种特殊的可控杆件,这种可控杆件可以根据其两端节点动力反应在刚度和阻尼两种状态间切换。用MATLAB编制的程序对该控制策略下的2个双层柱面网壳进行了仿真计算。计算结果表明在替换数量不多的情况下减震控制效果可达到70％左右。在此基础上,又对网壳在不同替换位置下的减震控制效果进行了比较。

基于几何参数的优化对双层柱面网壳结构动力性能的影响

以双层柱面网壳为研究对象，采用参数化设计语言APDL对ANSYS进行二次开发，实现了任意跨度双层柱面网壳的自动建模、加载、施加约束及求解。借此平台对柱面网壳结构进行模态和地震反应分析。首先，分析了结构自振特性随几何参数变化的特点，研究了结构的基频随矢跨比和网壳厚度的变化规律，结果表明，当矢跨比在1／3．6～1／5该范围内，结构的整体刚度较大；网壳厚度在1，8～2．1m时，网壳整体刚度较大；对于矢跨比一定的网壳，随着厚度的增加，杆件的动内力大多增加，横向弦杆的二维与单维动内力比值有所增加，而纵向弦杆的二维与单维动内力则变化不大。然后，对网壳进行不同几何参数下的地震反应分析，给出了最大节点位移和最大杆件轴应力随几何参数变化的时程响应曲线，揭示了这类网壳的地震反应特点。

双层柱面网壳结构在BRB作用下的减震分析

运用SAP2000有限元软件对跨度30 m,长度42 m的正放四角锥双层柱面网壳建立模型,并进行模态分析和力学性能分析。在EL-Centro波作用下对支撑布置位置不同和布置数量不同时的网壳结构进行地震响应分析。结果表明:防屈曲支撑在双层柱面网壳中替换部分杆件时可以起到较好的减震效果,其中替换受力较大的腹杆要比替换其他位置杆件的减震效果要好,而在替换腹杆的不同方案中,替换了48根杆件的减震效果明显优于替换20根杆件的效果。

大跨度双层柱面网壳结构的非线性有限元可靠度、相关性及灵敏度分析

在非线性有限元可靠度分析中,对于特定的材料模型,约束函数会有不连续的梯度,它将导致搜索过程的不收敛.鉴于此,在大跨度空间结构的可靠度、相关性及敏感性计算中引入了两种光滑材料模型,通过引入的光滑材料模型及应用4种搜索验算点的方法使得非线性有限元可靠度计算在满足计算精度的情况下更易收敛,耗时更少,并且使得按照常规方法不能收敛的问题也变得收敛;对双层柱面网壳整体进行系统可靠度计算,研究了响应量间的相关性,得出一些有价值的结论.结果表明,引入的光滑材料模型在大跨度空间结构的可靠度与敏感性分析中简单易行,效率精度较高.

考虑土-结构相互作用的双层柱面网壳结构三维地震反应分析

基于刚性地基假定的双层柱面网壳结构抗震计算方法未充分考虑场地土对其地震反应的影响。为验证土-结构相互作用对双层柱面网壳结构三维地震反应的影响,本文以一个48m跨度的双层柱壳为研究对象,分别建立基于刚性地基假定的柱壳结构及其考虑土-结构相互作用的三维有限元整体模型,研究对比了这两种结构体系的动力特性,并用时程分析法对其进行了三维地震反应分析与对比。结果表明,考虑土-结构相互作用后,双层柱面网壳结构的自振周期延长,振型发生变化;结构位移增大,部分杆件轴力增大。因此,对双层柱面网壳结构的抗震分析应考虑土-结构相互作用的影响。

双层柱面网壳整体稳定性分析

利用有限元方法,对双层柱面网壳的稳定性进行了几何和材料双重非线性分析,通过荷载-位移曲线将结构的强度、稳定性以及刚度的变化历程表现出来,以确定矢跨比、非对称荷载和初始缺陷等不同因素对结构临界荷载的影响,得出对工程设计有指导意义的结论.

双层柱面网壳结构在地下隧道内爆炸冲击下的动力响应分析

对双层柱面网壳结构在地下隧道内爆炸冲击作用下的动力响应进行了研究。借助ABAQU S有限元软件建立了考虑地基土、混凝土、钢材等材料非线性的隧道-土-网壳结构耦合体系的三维数值模型,并通过算例验证了所建体系模型的正确性和有效性。分别对单、双线隧道布局、网壳与爆炸隧道间距离的变化、爆炸点在隧道内沿其纵轴线移动等三组工况进行了系统研究。结果表明:网壳与爆炸隧道间增设的平行隧道会对爆炸波在土中的传播起到明显的阻挡作用,降低了网壳节点和杆件响应的峰值;增大网壳与爆炸隧道间的距离,可有效减小网壳的动力响应;爆炸点在隧道内沿轴线移动会对网壳结构的内力分布产生明显的影响。

双层柱面网壳选型与设计

本文通过45m×81m双层柱面网壳工程实例，在多种方案下的计算分析，对柱面网壳结构造型、计算假定和结构分析方法等作了较全面的概括；对于温度应力影响、支座水平推力处理等不可回避的问题也作了较详细的论述；指出网壳支座节点与平板网架支座的不同点，并通过实际工程支座的设计，提供了网壳支座的设计思路和方法．

考虑支座水平刚度的局部双层柱面网壳静力特性分析

大跨空间结构中广泛采用的柱支撑侧向水平刚度并非理想无限大.为进一步研究局部双层柱面网壳结构在不同支座条件下的受力特性,采用有限元分析方法以9组支座水平刚度、4个矢跨比为变量,总结结构受力性能随支座水平刚度、矢跨比的变化规律,为实际的工程应用提供有益的借鉴.

屈曲约束支撑在整体双层柱面网壳中的减震性能分析

为了解屈曲约束支撑(BRB)在考虑下部结构的双层柱面网壳中的减震性能,通过大型有限元分析软件ANSYS建立跨度为50m、下部为钢筋混凝土结构的双层柱面网壳,在该结构中应用屈曲约束支撑对其进行减震分析。计算结果表明:在强震作用下,屈曲约束支撑能够有效地应用在该结构中,其减震效果与使用屈曲约束支撑的数量和位置有关,只有将合适数量的屈曲约束支撑应用在恰当的位置才能取得最好的减震效果。

结构长度改变下双层柱面网壳多点输入影响分析

以长度分别为90 m、45 m的两个双层柱面网壳为例,利用有限元软件ABAQUS,采用直接输入位移法,对结构在不同地震波激励方向及传播方向下多点输入与一致输入的地震响应进行对比分析,分别得出不同工况下不同位置杆件的多点输入影响规律及结构长度改变对其影响。结果表明:地震波激励与传播方向不同,多点输入效应分布各不相同。

可控制杆件在双层柱面网壳结构中的最优布置

在分析网壳结构特点的基础上，提出了网壳结构中半主动控制器位置优化的两种准最优准则．研究了变刚度变阻尼可控制杆件在双层柱面网壳结构中最优布置规律．通过仿真分析，验证了准最优准则的有效性和最优位置规律的正确性．

考虑下部支承的空间双层柱面网壳强震响应规律及隔震研究

空间双层柱面网壳结构在实际工程中多用做屋顶结构,因此当地震发生时,网壳结构并不直接承受地震动作用,而是与下部支承结构共同承担。以往的研究通常将下部支承结构简化,导致对包含下部支承的整体结构强震响应规律缺乏足够认识。本文基于有限元软件ABAQUS对考虑下部支承的空间双层柱面网壳结构强震响应行为进行了大规模参数化分析,考察了不同的上部网壳结构参数对结构抗震性能的影响特点和规律。与此同时分析结果表明下部支承结构的动力放大效应是导致结构破坏的重要原因;不同的上部柱面网壳参数对结构强震响应具有明显的规律性。将新型三维隔震支座应用于不同参数结构中,总结了新型三维隔震支座在不同结构中的隔震特点和规律。结果表明,新型三维隔震支座在不同的空间柱面网壳结构中均具有普遍的隔震效果。

预应力双层柱面网壳整体稳定性分析

双层柱面网壳结构是一种新型空间网壳结构,近几年得到快速发展,相关理论也更加成熟.但是预应力双层柱面网壳的研究却不多,理论计算分析也不完善,尤其对其稳定性的研究更是少之又少.利用有限元法,考虑不同矢跨比、荷载分布及预应力水平对预应力双层柱面网壳稳定性的影响,并与对应的双层柱面网壳结构进行对比,分析预应力作用下网壳的稳定特性.