正交网格混凝土密肋式锥面网壳的静力性能分析

混凝土密肋式锥面网壳是通过等分圆锥面后,由密肋平板在脊线处交汇形成的新型网壳结构。为了解其静力性能,通过数值模拟分析结构在竖向荷载作用下的变形和内力分布,并考虑矢跨比、边梁刚度、脊线刚度、密肋梁刚度和板厚等参数的影响。结果表明:密肋梁会协同脊线工作,且脊线和边梁为结构的主要传力构件;矢跨比的变化对结构刚度影响不明显,但对内力分布影响显著,建议矢跨比不宜大于1/4;增大边梁刚度可提高结构的整体刚度,边梁截面高度可取结构跨度的1/45~1/35;增大脊线刚度并不能显著改善结构的整体刚度,脊线截面高度可取结构跨度的1/55~1/45;密肋梁刚度的增大会显著降低结构的最大挠度,密肋梁的截面高度可取结构跨度的1/85~1/65;屋面板厚对结构刚度影响较小,板厚满足构造要求即可。

混凝土密肋式锥面网壳的几何非线性分析

混凝土密肋式锥面网壳是通过将圆锥面等分成密肋平板后,再由其在谷(脊)线处交汇形成的新型空间结构。为掌握该类结构的稳定性,在弹性稳定分析的基础上,采用弧长法进行几何非线性分析。并讨论矢跨比、边梁刚度、初始几何缺陷等因素对结构承载力的影响。结果表明:结构薄弱部位主要为谷线跨中与密肋平板交汇处;屈曲失稳具有壳体结构的特征,在跳跃失稳后承载力急剧下降;矢跨比的增大会降低结构极限承载力;因边梁作为主要传力构件在增大其刚度时,能有效提高结构整体刚度;脊(谷)线梁刚度和屋面板板厚的变化对提高结构整体稳定贡献较小;增大密肋梁刚度会有效增强结构抵抗失稳能力;初始几何缺陷对结构极限承载力影响较小,将幅值L/300作为结构可接受的最大初始缺陷。对此类结构进行稳定承载力公式的拟合,发现其误差在工程精度可接受的范围之内。

混凝土密肋式锥面网壳的动力特性分析

混凝土密肋式锥面网壳是由相等的密肋平板在脊线处交汇形成的一种新型网壳结构。为了解网壳结构的动力特性,采用子空间迭代法求解结构的自振频率及振型,并通过讨论影响结构基频的主要因素,对基频进行公式拟合。结果表明:结构的振型以竖向振动为主;因结构刚度分布均匀,频率多次“重频”且有明显的跳跃点;网格数不变时,增大结构矢跨比对提高结构整体刚度是不利的,建议屋盖矢跨比的选取不宜过大;边梁刚度的增大会加强对密肋板的约束,进而提高结构整体刚度,建议边梁截面高度的选取宜按跨度的1/40~1/30确定;增大密肋梁刚度能有效提高结构整体刚度,但过大的密肋梁高度会加大结构自重,建议密肋梁截面高度的取值宜按跨度的1/100~1/75确定;结构基频的公式拟合值误差满足工程精度设计要求。

混凝土锥面密肋网壳与下部结构共同工作动力特性分析

混凝土折板式密肋锥面网壳是由相等的三角形密肋平板分割圆锥面而形成的新型网壳结构。为研究结构动力特性,采用了子空间迭代法计算结构自振频率和及其振型。结果表明:整体结构自振频率分布较为密集,且振型以平动和水平扭转耦合振型为主;矢跨比的改变对结构基频影响较为明显,建议矢跨比的选取不宜低于1/6;边梁、密肋梁和屋面板厚刚度的增大,对提高结构刚度的效果均不明显。