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。

混凝土大跨度密肋式折板壳的结构形式与分类

大跨度密肋式折板壳结构是一种新型的混凝土空间网格结构,它由密肋平板按一定规律相交组成,受力性能类似于壳体。通过对空间几何体的切割和组合,可以得到其丰富的造型,本文按外形特征对这种结构进行了分类,并介绍了结构的组成和支承形式,可为工程应用时结构的选型提供参考。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的静力特性分析

为了解斜放网格混凝土棱柱面密肋折板网壳静力特性,采用有限元法计算了32个算例,通过有限元参数化分析考虑了结构的矢跨比、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构静力特性的影响。分析表明:屋盖具有较好的刚度和空间受力特性,且主拱和斜向密肋是屋盖中的主要受力构件;矢跨比对屋盖最大挠度的影响较大,并且随着矢跨比增大结构内力呈现下降趋势,建议矢跨比取1/6~1/4;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁的截面刚度对相连的斜向肋轴力影响较大,建议脊线的截面高度按屋盖跨度的1/65~1/34;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱的截面高度取屋盖跨度的1/51~1/36;边梁刚度在整体结构中的贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板厚在满足使用情况下不应取值过大。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的动力特性分析

为了解斜放网格混凝土拟柱面密肋折板网壳动力特性,采用有限元法计算39个算例,对比了周边支承和拱脚支承屋盖的自振频率与振型,通过有限元参数化分析考虑结构的矢跨比、支座约束、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构自振频率影响。分析表明:与下部结构协同工作时,周边支承对屋盖整体刚度提升较大;矢跨比对屋盖振动基频的影响较小,较大矢跨比会减弱端隔面外刚度,建议矢跨比取1/6~1/4;支座约束对屋盖整体刚度的提升很大;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁截面刚度在屋盖的整体刚度中贡献较小,建议脊线的截面高度按构造确定;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱截面高度取屋盖跨度的1/51~1/40;边梁刚度在整体结构中贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板作为结构刚度储备在满足使用标准的情况下不应取值过大。

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。

人字形密肋式折板拱壳的动力特性分析

针对人字形密肋式折板拱壳结构,采用有限元理论和子空间迭代法求得了结构的自振频率,分析了结构的振型特点,详细讨论了矢跨比、脊线刚度、边梁刚度和柱上肋梁的刚度对结构基频的影响,还讨论了建筑构造做法所产生的外加质量对结构自振特性的影响。分析表明,结构的低阶振型主要表现为竖向振型,横隔是结构整体刚度的薄弱环节,结构基频随矢跨比的降低而增加,这与传统认识不符。建议结构的矢跨比不宜小于1/6,脊线和边梁刚度对基频的影响很小,边梁的跨高比可取1/20-1/16,提高柱上肋的刚度有利于改善结构的整体刚度,结构动力特性分析时应计及建筑构造做法所产生的外加质量的影响。分析结论可为类似工程应用提供参考。

人字形密肋式折板筒壳的静力性能分析

混凝土密肋式折板壳是密肋楼盖和折板结构的杂交体。以这种结构中的人字形筒壳作为研究对象,采用有限元方法进行了大量算例分析,详细讨论了波跨比、短筒壳的矢跨比、横隔刚度和边梁刚度等因素对结构静力性能的影响。分析表明,结构的受力性能类似于柱面筒壳。波跨比不宜大于1.5;对于短筒壳,网格数一定时,矢跨比对挠度和内力的影响较小,建议矢跨比不宜低于1/6;矢高较大时,横隔刚度对结构整体刚度的改善作用不大,边梁刚度对结构挠度和内力影响较大,建议边梁的截面高度按跨度的1/18-1/12。该结论可为类似工程应用提供参考。

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。

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。

人字形密肋式折板拱壳的静力性能分析及其工程应用

密肋式折板壳是一种由密肋板在脊(谷)线处汇交构成的新型混凝土空间网格结构,为了解其中人字形拱壳在竖向荷载作用下的力学性能,采用有限元方法计算了23个点支承算例,讨论了投影平面边长比、矢跨比、脊线刚度和边梁刚度等因素变化对结构内力和变形分布的影响。分析表明,结构的受力性能类似于拱壳,内力的分区较为明显;在边长比B/L大于1.0后,边长比的改变不会明显影响结构的刚度和强度;结构最大挠度受矢跨比的影响较小,但拱向肋的内力对矢跨比的改变较为敏感,建议矢跨比不宜低于1/6;脊线相当于拱向肋的系杆,其刚度变化对结构静力性能的影响不大;边梁刚度的增加会提高对拱向肋的约束作用,但只影响拱向肋的边节间内力,对结构最大挠度的改善作用不明显,建议边梁的截面高度可取跨度的1/18~1/14,但作为双向受弯构件需校核其侧向承载力。通过对这种结构在关岭美食城屋盖工程中应用情况的介绍,表明其具有优良的技术经济指标。

新型混凝土壳体结构的研究概况及工程实践

由于混凝土材料良好的耐久性能和防火性能,近年来混凝土壳体结构在工程中不乏应用,并出现了一些新型结构及组合结构.本文较系统地总结了混凝土折板壳结构、单层网壳结构、空腹网壳结构、钢-混凝土组合壳体结构和折板式密肋网壳结构的研究概况,并重点介绍了混凝土密肋式折板网壳结构的工程实践,以期为混凝土空间结构的形式创新及工程应用提供借鉴.