铝合金甲虫板-杆组合网壳结构的抗震性能分析

为了提高传统铝合金单层网壳的力学性能,本文提出了一种甲虫板与铝合金单层网壳可靠连接的新型铝合金甲虫板-杆组合网壳结构。基于三明治夹芯板理论和等效板理论建立了甲虫板的等效模型,并通过有限元模型进行了验证。使用Abaqus软件建立了甲虫板-杆组合网壳、蜂窝板-杆组合网壳和无板单层网壳的有限元分析模型,并分析了三种网壳的抗震性能。结果表明:等效板模型的误差在5%左右,而三明治夹芯板模型的误差过大。在三种网壳的动力性能对比分析中,甲虫板-杆组合网壳的自振频率最大,前5阶振型最好。在地震力的作用下,甲虫板-杆组合网壳的位移时程曲线中的最大位移最小,甲虫板-杆组合网壳的抗震性能优于其余两种网壳,且两种组合网壳的抗震性能优于无板单层网壳。

板锥网壳结构复合材料层合板的屈曲分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理,技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学(板壳理论),采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的局部稳定性和主要影响因素进行全面和深入的研究,研究复合材料板锥网壳结构的受力性能,为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据,得出了可应用于工程实践的重要结论。

复合材料在板锥网壳结构中的应用

板锥网壳结构是一种受力性能合理 ,技术经济效益良好的新型空间结构形式。采用经典板壳理论 ,推导出正交叉对称层合板的单元刚度矩阵 ,对采用复合材料层合板的板锥网壳结构受力性能进行了分析。分析表明 。

板锥柱面网壳结构地震响应的动力时程分析

基于有限元法,以两纵边支承的板锥柱面网壳结构为研究对象,运用时程分析法分别计算板锥柱面网壳结构在水平地震和竖向地震作用下的地震响应,分析研究了板锥柱面网壳结构在动力作用下的位移和内力分布规律,结果表明,其竖向地震反应要大于其在水平向地震作用下的地震反应。同时分析了此结构在地震作用下的支座反力特点。在此基础之上,得出了一些有价值的结论,为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。

板锥网壳结构的抗震分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。分别采用振型分解反应谱法和时程分析法对板锥网壳结构进行了地震响应分析 ,得出了可应用于工程实践的重要结论。

复合材料板锥网壳结构的受力性能分析

研究了复合材料板锥网壳结构的受力性能,采用ANSYS有限元软件对复合材料板锥网壳结构进行线弹性静力分析、极限承载力(整体稳定)分析和局部屈曲分析,着重研究复合材料层合板在板锥网壳结构中的应用情况,总结其受力性能的规律,确定复合材料板锥网壳结构的主要设计控制因素,得出了在复合材料板锥网壳结构中,主要设计控制因素是层合板的局部屈曲等可应用于工程实践的重要结论。

板锥网壳结构的实用计算方法

对板锥网壳结构提出了一种实用的简化计算法———等代空间杆系法 ,通过能量法确定等代杆件的等效面积 ,即可采用现有的空间网格设计软件对其分析 ,该法计算简便并具有一定的计算精度 。

一种新型单层网壳节点的力学性能研究

针对空间网壳结构提出了一种适用于矩形杆件的新型焊接端板节点.为研究该节点的力学性能,制作了一个1∶2的缩尺模型进行静载试验研究,试验得到了节点荷载-应变曲线、荷载-位移曲线及破坏模式,结果表明节点应力水平较低,构造合理;在对有限元分析结果进行验证之后,分析了节点变形、破坏形态、应力应变分布及传力机理随节点端板厚度t_2与杆件壁厚t_1之比、水平夹角α、平面外角度β的变化规律,分析结果表明,该节点形式有较高的承载能力,其中水平夹角α对节点极限承载力影响较大,且在60°前后影响作用不同;最后,基于有限元分析结果提出了该类型节点的极限承载力计算公式,可供设计参考.

板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学(板壳理论),采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的强度和主要影响因素进行全面和深入的研究,研究复合材料板锥网壳结构的受力性能,为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据,得出了可应用于工程实践的重要结论。

板锥网壳结构的静力特性分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式.作者对板锥网壳结构的连接构造进行了探讨,采用组合结构有限元法对板锥网壳结构的静力特性及其影响因素进行了系统分析研究,并与普通双层网壳结构进行了比较.分析结果表明,板锥网壳结构比双层网壳结构具有更大的优越性.

板锥网壳结构的简化计算法——等代杆系法

板锥网壳结构是一种受力性能合理、技术经济效益良好的新型空间结构形式。对板锥网壳结构提出了一种实用的简化计算法———等代杆系法 ,通过等效刚度矩阵法确定等代杆件的等效面积 ,并按空间桁架位移法计算其内力和位移。该法计算简便并具有一定的计算精度 。

板锥网壳结构的动力分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理,技术经济效益良好的新型空间结构形式。首先采用子空间迭代法对板锥网壳结构的自振特性及其影响因素进行了系统分析研究,并与普通双层网壳结构进行比较,然后分别采用振型分解反应谱法和时程分析法对板锥网壳结构进行了地震响应分析,得出了可应用于工程实践的重要结论。

厚板削斜和纵筋加强非轴对称锥柱结合壳优化

对于在凹结合壳处采用厚板削斜加强、凸结合壳处采用纵筋加强的非轴对称锥柱结合壳的结构优化设计建立了数学模型。选取凹结合壳处的厚板长度、厚板厚度、厚板削斜长度,凸结合壳处的纵筋剖面参数、纵筋数目、纵筋间距,以及凸凹处的环肋剖面参数等作为设计变量,考虑锥柱结合壳段的内外表面周向应力、内外表面纵向应力、其它部位应力以及工艺性要求等约束,以锥柱结合壳处可变结构的总质量为目标函数。采用APDL语言建立结构的参数化模型,用ANSYS计算结构应力,然后用遗传算法求解优化设计数学模型,解决了非轴对称锥柱结合壳复杂结构的参数化建模和离散变量优化问题。优化的非轴对称锥柱结合壳结构的质量减轻了10.52%。还分析了主要的强度约束条件对优化设计结果的影响。

节点刚、铰接时环向折线形单层球面网壳静力和稳定性能的分析研究

环向折线形单层球面网壳是一种新型的具有双层网架和单层网壳特点的空间桁架体系,结构分析简捷,加工制作方便,建筑造型优美,有推广应用前景。专门研究了当节点采用不同连接方案时,即当构成4种节点形式与杆件特性的连接构造时对环向折线形单层球面网壳基本结构体系和加强结构体系静力和稳定性能的分析,可进一步了解这种单层网壳结构的受力特性,也是对现行《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2001)第3.1.8条强制性条文规定单层网壳应采用刚接节点的讨论,并得出一些对工程设计有重要参考价值的结论。

太原植物园大跨胶合木网壳销轴-钢插板支座节点受力性能试验研究

基于太原植物园大跨度胶合木网壳结构工程案例,针对支座处用于连接胶合木杆件与基础的销轴-钢插板节点,进行了两个单调加载及一个往复加载的抗弯试验,得到了节点的荷载-位移曲线及滞回曲线,给出了节点的转动刚度及承载力,并给出了节点的典型破坏模式。试验结果表明:节点抗弯承载力相当于胶合木构件抗弯承载力的24.4%,具有半刚性特征,在结构设计中应当予以考虑;同时,节点破坏模式表现为延性,滞回性能良好。最后,通过试验结果计算得到节点的转动刚度,并与设计进行对比,验证了设计的安全性。

木网壳钢板群栓节点轴向滑移刚度试验与理论研究

作为大跨木网壳常见节点之一的钢板群栓节点,在轴向力作用下极易发生滑移变形,对整体网壳的力学性能产生不可忽略的影响。为研究不同参数对钢板群栓节点轴向滑移刚度的影响,对13组,考虑螺栓直径、数量、行距、列距以及材质等级等变化参数的钢填板-螺栓节点开展了单调加载试验研究,得到不同参数节点的轴向滑移刚度及变化规律,基于单栓的半无限体地基梁理论以及群栓弹簧模型建立了节点初始滑移刚度的理论公式。分析结果表明,节点轴向滑移刚度随螺栓直径的增大以及螺栓数量的增加,总体呈现非线性的增加趋势;螺栓列距、螺栓材性对轴向刚度影响的规律性不明显。采用弹性地基梁理论分析的节点刚度与试验结果吻合度较好,可作为木网壳群栓节点轴向滑移刚度的预测分析方法。

太原植物园大跨胶合木网壳结构设计关键技术研究

太原植物园温室建筑造型呈"贝壳"形状,其中1#温室最大跨度为89.5m,最大高度29.5m,采用双向叠放胶合木梁形成网壳结构体系,在胶合木梁下部设置双向拉索,拉索和胶合木梁之间通过倒四角锥拉杆形成整个温室结构体系。提出了新型"Z"形木梁拼接节点和木梁叠放节点,可有效避免双向木梁在节点区被打断造成刚度削弱和连接困难,同时也满足了建筑效果的需求,该节点的设计保证了胶合木网壳结构体系的成立。进一步研究了倒四角锥拉杆节点及安装方法,可有效避免现场张拉索网的难题,并给出了一种索网结构的张紧安装方法。通过控制索的初始预应力来提高结构整体刚度和稳定性,采用几何非线性方法对结构进行各工况计算,并进行了特征值分析和极限承载力分析,验证了新型结构体系的可靠性,对拓展国内大跨度胶合木建筑的发展具有重要意义。

板锥网壳结构的超级有限元分析

板锥网壳结构是一种新型的组合网壳。本文在对这类结构有限元法分析的基础上 ,根据板锥网壳结构的构成特点 ,应用超级元分析的基本思想 ,对这类结构进行了分析 ,给出了这类结构超级元分析基本公式。算例分析结果表明 :与一般有限元法相比 ,超级元法大大节省了计算量 ,结点自由度可降二个数量级 ,且分析结果和有限元法基本吻合 。

板锥网壳结构的受力性能分析

采用组合结构有限元法详尽分析了板锥网壳结构的受力特性 ,并与普通双层网壳结构进行了比较。分析结果表明 ,板锥网壳结构受力性能合理 ,比双层网壳结构具有更大的优越性。

采用板片构件的装配式木网壳结构设计

采用板片构件的装配式木网壳结构是一种以平面木板为主要构件的曲面网壳结构。平面木板构件通过数控切割技术加工得到,以其平滑的曲线轮廓塑造空间曲面造型。本文从构件、节点、布置形式方面阐明这类结构的设计理念,并通过具体的椭球形木网壳模型的设计与制作加以呈现。结果表明:采用板片构件的装配式木网壳结构具有加工精度高、节点设计简洁、施工装配化程度高、储运方便、造型优美等特点,有良好的工程应用前景。