正多边形幕结构计算理论研究

在已有的四边形幕结构设计计算理论的基础上,以承受正则荷载的正六边形幕结构屋盖为例,分析了正多边形幕结构的受力机理,提出了在均布荷载作用下的正多边形幕结构内力的实用计算方法,与有限元分析结果对比,吻合较好。

一种单层铰接折面网壳结构的试验研究

形如深圳大运会体育馆的单层折面网壳结构其基本构形的铰接体系为空间静定桁架结构,为改善该类单层折面网壳的受力性能、提高结构刚度,可在基本体系的基础上增设若干道环杆.对铰接单层折面网壳结构基本体系及环杆加强体系进行进行了全跨、半跨荷载下的静载试验及动力特性试验,并将试验实测数据与理论分析结果进行了比较分析.结果表明,实测数据与理论分析之间差异较小,模型设计和试验方法合理,理论分析方法正确.

宝石群单层折面网壳构形研究和简化杆系计算模型

深圳大运会体育馆、体育场的主体结构是由三角形网格组成,其外形如宝石群,为单层折面空间网壳结构。通过构形研究和机动分析,论证了宝石群单层折面网壳是一种满足几何不变性基本要求的静定空间桁架结构。通过研究圆形平面的宝石群单层折面网壳,提出了简化杆系计算模型及其计算方法,可精确求得网壳结构的内力和位移。在基本结构体系基础上,增设若干道环向杆件,改善宝石群单层折面网壳的受力特性。研究了宝石群单层折面网壳结构形体组成规律、受力特性、结构的简化计算方法和增加环杆的结构优化设计原则,有利于工程的初步设计和多方案结构分析比较。

某大跨度干煤棚网壳结构设计及优化研究

以某大跨度干煤棚网壳结构为研究对象,在柱面双层网壳结构方案的基础上,提出采用折柱面双层网壳结构的优化方案,通过建立多个计算模型,分析对比不同折线坡度、网壳厚度对结构承载力和用钢量的影响,确定最优的结构几何参数。研究结果表明,在相同用钢量的情况下,折线坡度为9.16%、网壳厚度为4.4m左右时,折柱面双层网壳结构极限承载力比柱面双层网壳结构提升27.3%。

薄壳结构的形貌优化及工程应用

采用形貌优化的方法对薄壳结构的形态进行了拓扑优化分析.设置特征值屈曲下限作为约束,以结构柔度最小为优化目标,应用OptiStruct对柱面薄壳结构进行了形貌优化分析,得到一种折壳结构.分析了折壳结构的受力原理,并构建了折柱面单层网壳结构的数值算例,进行了刚度和稳定承载能力的验证分析.最后将折壳结构成功应用于一个大跨度干煤棚结构的工程实践中.结果表明,折壳结构在改善结构竖向刚度和稳定承载能力方面具有显著的效果.