矩形底面扁球面网壳的混沌与控制

对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程,在固定夹紧的边界条件下,给出满足于边界条件的动态解.通过Galerkin作用得到该问题的非线性动力学方程,在受迫振动情况下用复变函数留数理论求出Melnikov函数,给出可能发生混沌运动的条件.通过数字仿真绘出的相轨图,Poincare映射图,时程图证实混沌运动的存在.通过改变参数绘出的相轨图是封闭的,Poincare映射图具有有限点,抑制混沌运动发生.

具有初始缺陷的扁球面网壳的混沌运动与控制

在圆形三向网架非线性动力学基本方程的基础上,用拟壳法给出了圆底扁球面三向网壳的大挠度方程和非线性动力学基本方程。在固定边界条件下,引入了异于等厚度壳的无量纲量,对基本方程和边界条件进行无量纲化。并将扁球面网壳的大挠度解当作扁球面网壳的初始缺陷,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学方程。通过求Melnikov函数,给出了具有初始缺陷的扁球面网壳系统可能发生混沌运动的临界条件。并通过数字仿真绘出了平面相图,证实了混沌运动的存在并且可以通过改变参数来抑制系统混沌运动的发生。同时也发现了考虑初始缺陷的扁球面系统固有频率增大了,从而发生混沌运动的临界载荷值减小了。

矩形底面扁球面网壳的非线性弯曲特性

针对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程.假设该网壳的位移函数,在底面可移夹紧和底面内固定夹紧边界条件下,利用Galerkin方法得到关于位移和均布载荷的关系式,并绘出载荷和位移的曲线,进行比较.

混凝土折板式拟球面网壳的弹性稳定分析

混凝土折板式拟球面网壳是通过在球面上切割平面后再网格化而成,结构由密肋平板在脊线处交汇组成,本文采用有限元方法分析其弹性稳定性能,并讨论主脊线、副脊线、密肋梁、支座环梁等的抗弯刚度以及矢跨比、屋面板厚度等因素对其临界荷载的影响。结果表明:结构的低阶失稳模态关于主脊线对称,靠近支座环梁的密肋平板刚度相对较弱;矢跨比是影响结构临界荷载的重要因素,且不宜低于1/8;主脊线是结构低阶失稳模态的节线,其抗弯刚度对结构临界荷载的影响较小;提高副脊线的抗弯刚度可以有效增大结构的临界荷载;支座环梁抗弯刚度的增加对临界荷载的影响较小,其截面高度可按自身跨度的1/12;密肋梁的抗弯刚度对结构临界荷载的影响较大,提高密肋梁的截面高度有利于增强结构抵抗失稳的能力;屋面板的厚度改变对结构临界荷载的影响较小。

上海天文馆球幕影院复杂壳体混合结构设计

上海天文馆球幕影院是由钢结构球体网壳和曲面混凝土薄壳组成的混合结构。阐述了该混合结构的特点和难点,分析了结构的整体稳定性、大震作用下的塑性损伤分布、关键连接节点性能等。结果表明：连接节点的构造可靠,结构整体不会发生失稳破坏;球体网壳满足大震弹性要求,混凝土壳体满足大震不屈服要求。

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。

具有初始缺陷的扁球面网壳的混沌运动

在圆形三向网架非线性动力学基本方程的基础上,用拟壳法给出了具有初始缺陷圆底扁球面网壳的大挠度方程和非线性动力学基本方程.在固定边界条件下,引入了异于等厚度壳的无量纲量,对基本方程和边界条件进行无量纲化.首先求出扁球面网壳的大挠度解,继之将大挠度解当作扁球面网壳的初始缺陷,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学方程.通过求Melnikov函数,给出了具有初始缺陷的扁球面网壳系统可能发生混沌运动的临界条件.通过数字仿真绘出了平面相图,证实了混沌运动的存在.同时也发现考虑初始缺陷的扁球面系统固有频率增大了,从而发生混沌运动的临界载荷值减小了.

混凝土折板式拟球面网壳的几何非线性分析

混凝土折板式拟球面网壳是通过面切割球壳再网格化而成.混凝土折算厚度较小,稳定问题可能成为工程应用的控制因素.采用有限元法进行几何非线性全过程分析,讨论了主要参数对非线性稳定性的影响,并拟合临界承载力公式.结果表明:非线性屈曲为跃越屈曲并在密肋平板形成薄弱区,结构的屈曲位移约为跨度的1/47;结构的矢跨比应控制在1/7.5~1/5之间,提高矢跨比可增大结构的刚度;支座环梁刚度对结构非线性稳定性的影响很小,建议支座环梁高度不小于跨度的1/60;脊梁刚度对临界荷载影响较大;不宜采用过大的密肋梁刚度以避免过多增加结构自重,密肋梁截面高度宜控制在跨度的1/240~1/120之间;与密肋梁类似,不建议采用过厚的屋面板;初始几何缺陷会导致结构临界荷载减小,结构的最大初始缺陷可按跨度的1/300采用.本文拟合的非线性临界荷载近似计算公式可用于估计结构的几何非线性稳定承载力.