新型六杆四面体柱面网壳的构形、静力和稳定性分析

提出一种新型的由投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的柱面网壳(简称六杆四面体柱面网壳).这种网壳结构的构形的构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,具有单层和双层网壳的主要优点.对于上、下弦杆为梁元,腹杆为杆元,可称为上、下弦节点均为半刚接半铰接的六杆四面体柱面网壳,进行静力和线性与非线性稳定性分析.结果表明:其结构的整体刚度好,内力分布合理,线性特征值屈曲分析和考虑几何缺陷的双非线性稳定性分析都能获得较好的性能,结构的技术经济指标和用钢指标良好.柱面网壳可采用统一几何轴线尺寸的六杆四面体单元体集成,有利于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色结构建筑推广应用的要求.

108m×90m柱面网壳整体提升施工方法

本文介绍河南省鸭河口电厂干煤棚柱面网壳的施工方法———"折叠展开式"整体提升施工技术.文中详细阐述了这项施工技术的基本思想、关键技术、施工过程和效益分析.这项新技术在国内尚属首次采用,应用于亚洲最大跨柱面网壳的施工中并取得了圆满的成功,证明了这项新技术的正确性和实用性.

铰接六杆四面体柱面网壳的构形及静力和稳定性分析

提出了两种新型的由投影面为矩形的铰接六杆四面体组成的柱面网壳。这种网壳结构的构形十分简单,节点和杆件数目相对于双层柱面网壳结构较少,网格抽空率高,具有单层和双层柱面网壳的主要优点。对两种铰接的六杆四面体组成的柱面网壳进行静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明:下弦支撑的铰接六杆四面体柱面网壳结构整体刚度好,由线性特征值屈曲分析和考虑几何初始缺陷、荷载不对称布置的稳定性分析结果可知,其具有较好的力学性能,并且温度对其稳定性的影响较小。铰接的六杆四面体组成的柱面网壳可以采用螺栓球作为节点,有利于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色建筑的推广应用条件。

波浪形大跨度柱面网壳干煤棚结构设计研究

将六杆四面体单元运用于大跨度干煤棚工程,提出增加2道上弦纵向弦杆的新型铰接六杆四面体圆柱面网壳。对比了1个正放四角锥圆柱面网壳和3个由六杆四面体为主要单元的波浪形圆柱面网壳等四种圆柱面网壳结构形式的用钢量、静力性能和弹性稳定性;并对新型结构进行了参数分析,研究矢跨比、网壳厚度、稳定弦杆布置对结构用钢量、受力性能的影响。最后将上述结构形式采用三心圆柱面网壳的形状进行对比分析,结果表明该新型结构既表现出类似正放四角锥结构的均匀传力特点,又具有良好的经济效益,同时有独特的波浪线外观,可供工程应用参考。

铰接六杆四面体球面网壳的静力学性能分析

为了简化半刚接半铰接六杆四面体球面网壳的节点形式,提出两种新型的由投影面为圆环形的铰接六杆四面体构成的球形网壳构造。对两种铰接六杆四面体构成的球形网壳构造进行了静力和特征值屈曲分析及非线性稳定性分析,结果显示:上弦径向杆沿跨度方向布置且支撑位于下弦和下弦径向杆沿跨度方向布置且支撑位于上弦的六杆四面体球形网壳结构通过线性特征值屈曲分析和考虑几何初始缺陷、荷载不对称布置的稳定性分析,均能够得到较好的力学性能。此种网壳结构的构型非常简洁,节点和杆件数量相比于双层球形网壳构造较小,且网格抽空率高,同时具备了单层和双层球形网壳构造的主要优势。铰接六杆四面体所构成的球形网壳能够通过螺栓球连接,便于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色工程的特征。

六杆四面体单元组成的新型球面网壳及其静力性能

提出了一种新型球面网壳,它由投影为四边形平面的六杆四面体单元集合组成,网壳的成形构造简单,便于工业化预制生产和装配化施工.这种杆件数和节点数相对较少、网格抽空的球面网壳,也能发挥双层网壳的作用.文中给出并讨论了新型球面网壳的基本结构体系和加强结构体系.为提高结构的刚度和稳定性,网壳的上、下弦节点可采用刚接节点、半刚接半铰接节点和铰接节点,可形成四种节点布置方式和杆件特性,即四种不同计算模型的球面网壳.本文作了竖向荷载作用下的受力特性分析,获得了基本与加强结构体系、四种节点布置方式的网壳内力、位移的基本规律和相互差异,为工程设计和结构选型提供了依据.

六杆四面体单元组成球面网壳的节点构造及装配化施工全过程分析

平面投影为四边形的六杆四面体单元是一种几何不变体系,由此集合组成的球面网壳构造简单,杆件数和节点数相对较少,且能起到双层网壳的作用.本文着重研究了半刚接半铰接球面网壳的节点构造,上、下弦采用梁单元,选用带法兰盘的焊接空心球连接;腹杆采用杆单元,选用耳板连接.为便于在工厂工业化加工制作六杆四面体单元,以及在现场高空悬臂安装网壳结构,提出了一种能重复使用的工具式A型拼装架及安装工序.与此同时,详细给出了在网壳自重作用下,与安装工序对应的装配化施工全过程内力分析,文中并附有算例说明.

六杆四面体柱面网壳的截面尺寸优化研究

对于重复性模块组成的空间结构,参数化的几何堆叠仅解决其构形,传统力学分析也无法解决其力学性能优化问题,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计。董石麟教授提出的六杆四面体柱面网壳是一种由相似的四面体模块组成的空间结构,具有线性重复性特点。针对六杆四面体柱面网壳进行截面尺寸优化研究,以关键阶频率最大化为主要策略,结合折衷规划法和质量参与系数确立目标函数,实现1、9、13、54、56、80这六阶频率最大化。优化结果表明:在结构整体减重9. 92%的前提下,结构刚度提高了约12. 25%,各阶频率都有显著增加,起到了良好的优化效果。并验证了线性重复性空间结构截面尺寸优化的可行性。