混凝土折板式拟扁网壳的自振特性参数分析

混凝土折板式拟扁网壳由密肋平板汇交组成，本文在四点支承条件下对其应用空间梁单元和板壳单元建立有限元模型，采用子空间迭代法求解结构振型及对应自振频率，在自振特性分析基础上，讨论了矢跨比、网格划分频数、脊线刚度、密肋梁刚度及边梁刚度等因素对结构自振频率的影响。算例分析表明：结构频谱分布具有密集性及跳跃性特点，低阶振型以脊线为振动节线，边缘桁架的面外刚度对振型影响较大；矢跨比的改变对基频的影响较小，过大的矢跨比将削弱边缘桁架的面外刚度，建议结构矢跨比不低于1／6；网格划分频数对基频的影响不显著，结构的密肋板可按普通平板楼盖划分网格；结构基频随脊线刚度的增加近似呈线性增加，建议脊线截面高度取屋盖跨度的1／50～1／30；提高密肋梁刚度有利于增加屋盖整体刚度，建议密肋梁截面高度取屋盖跨度的1／60～1／35；边梁截面高度可按脊线截面高度确定，但应注意边缘桁架面外刚度对结构动力特性的影响。

混凝土双向折板式拟扁网壳的动力特性分析

混凝土双向折板式拟扁网壳是通过双向等分圆曲面由密肋平板汇交形成的新型混凝土空间网格结构。本文采用有限元理论分析结构的动力特性,求得了结构的自振频率,同时也分析了结构的振型特点。对双向折板式拟扁网壳进行参数化自由振动分析,讨论了矢跨比、脊线拱刚度、横隔上弦刚度、密肋梁刚度对结构基频率的影响。通过对结构自振频率的参数化分析,为这种新型混凝土空间网格结构提供工程应用提供参考意见。

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。

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。

拟柱面密肋网壳弹性稳定性研究

混凝土折板式拟柱面密肋网壳是通过折叠密肋平板汇交形成的新型混凝土空间网格结构。本文基于有限元法研究结构的弹性稳定,求得了结构的弹性失稳屈曲荷载,并且也研究了结构的失稳特点。对折板式拟柱面密肋网壳进行参数化弹性稳定研究,讨论了矢跨比、脊线刚度、边梁刚度对结构临界荷载的影响。通过对结构临界荷载的参数化研究,为这种新型混凝土空间网格结构提供工程应用提供参考意见。

混凝土折板式密肋拟扁壳的静力性能分析

混凝土折板式密肋壳是由若干块密肋平板在脊(谷)线处交汇而成的新型空间结构,本文以其中的折板式密肋拟扁壳为研究对象,考虑结构矢跨比、脊线刚度、边缘桁架上弦刚度和密肋梁刚度影响,在点支承条件下采用有限元法进行竖向荷载作用下的静力性能分析。结果表明:密肋平板在屋盖中具有拱效应,边缘桁架上弦是屋盖的主要传力构件;屋盖整体刚度随矢跨比提高而增加,过低的矢跨比会增大结构轴力,并显著增加边缘桁架上、下弦的弯矩,建议矢跨比不宜小于1/6;脊线刚度改变几乎不影响结构静力性能,脊线截面高度可取屋盖跨度的1/50~1/30;增大密肋梁刚度能明显提高结构整体刚度,改善脊线和边缘桁架的内力分布,密肋梁截面高度可按结构跨度的1/60~1/35确定;边缘桁架上弦刚度对结构整体刚度和密肋平板内力的影响较小,其截面高度可与脊线截面高度相同。