大矢跨比单层球面网壳弹塑性稳定性研究

为全面认识大矢跨比球面网壳的弹塑性稳定性能，利用ANSYS软件及自编的前后处理程序，有计划地针对132例矢跨比为1／4～1／2的大矢跨比K8型单层球面网壳进行弹性、弹塑性稳定性能分析，并对其中典型算例的塑性发展状况进行了全过程跟踪分析．考察网壳的屈曲模态，分析初始几何缺陷、矢跨比，材料非线性对网壳弹塑性极限承载力的影响．结果表明：大矢跨比情况下，初始几何缺陷的存在会导致网壳的极限承载力降低50％，材料非线性对极限承载力的影响也明显大于常用矢跨比情况，塑性折减系数达到0．4，网壳极易发生提前失稳．建议适当提高大矢跨比球面网壳的稳定性验算安全系数．

大矢跨比局部双层球面网壳的形式及稳定性分析

首先比较了球面基本三角形网格的划分形式 ,最优网格划分法得到的网格三类型数量最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法和五种具有工程应用价值的形式。采用几何非线性有限元理论 ,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析、参数分析并与单层网壳的稳定特征进行了比较。

火灾作用下单层球面网壳的非线性有限元分析

基于高大空间建筑火灾作用下的空气升温实用公式,按照欧洲规范规定的火灾高温作用下钢材的材料特性,考虑了温度对钢材特性的影响以及钢材屈服后的强化特征,对一凯维特单层网壳结构在火灾作用下的性能进行了非线性有限元分析,研究其在不同局部火灾作用下的温度场分布和位移特征,以及不同火源影响的最不利位置。结果表明:网壳结构在所有设计火源模型下的极限耐火时间都在20～30min左右;对于结构极限耐火时间,火源位置的影响大于火源面积的影响;结构中心向外延伸的第1环到第3环之间的区域,是结构抗火的薄弱部位。

应用FPB不同矢跨比柱支承单层球面网壳结构力学性能研究

针对5种不同矢跨比(1/3,1/4,1/5,1/6和1/7)柱支承单层球面网壳结构,开展了摩擦摆支座网壳结构力学性能方面的研究。静力分析方面,从顶点位移、杆件内力及极限荷载3个方面进行分析,分析结果表明,应用摩擦摆支座后,不同矢跨比网壳结构的静力力学性能均被减弱。动力分析方面,从杆件动应力、节点水平相对位移和加速度3个角度探讨了应用摩擦摆支座不同矢跨比网壳结构的抗震性能,结果显示,应用摩擦摆支座后,不同矢跨比结构均有良好的减震效果,且随着地震动强度的增加,减震效果增大;不同矢跨比网壳结构的减震效果之间相差在20%以内。

大跨度穹顶网壳钢结构吊装技术研究

北京某大型乐园穹顶钢结构工程大跨度网壳钢结构吊装充分利用胎架支撑高空拼装的形式进行安装,在穹顶内部提前开通一条吊装通道,通过合理规划施工顺序,逐步完成环梁穹形梁施工,提高安全性和施工效率,可为同类型网壳钢结构工程提供参考。

228 m大跨度钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的安装技术

绍兴某工程采用钢桁架弦支穹顶组合网壳结构,最大跨度达228 m。根据工程特点进行了施工方案设计,选择采用吊装机具、施工顺序、胎架计算等,并对该施工方法进行可行性验算。经验算,技术可靠有效,能够保证施工的可操作性和安全稳定性,可为类似项目提供参考。

跨度800m双层网壳结构静力及稳定性能研究

以在寒冷地区建造一座跨度800 m城市穹顶为设定工程背景,研究该穹顶双层网壳结构的静力及稳定性能。对凯威特型平行弦三向交叉桁架球面网壳、凯威特型角锥球面网壳、凯威特型角锥悬链面网壳以及短程线型角锥球面网壳四种方案在相同荷载、相同几何参数条件下的结构性能进行研究,对结构跨度、矢跨比、结构厚度、网格径向分割数、支承方式以及材料强度等参数进行了600余个算例分析,得到结构刚度、稳定性、经济性等指标随上述参数的变化规律,同时给出了各种结构方案的杆件截面尺寸。研究表明,凯威特型与短程线型网壳适合于跨度800 m结构,其中凯威特型角锥球面网壳结构性能相对较优。该研究成果可为超大跨度网壳结构方案的选型提供参考。

大矢跨比球面网壳局部双层形式及稳定性分析

首先比较了适宜大矢跨比球面网壳的基本三角形网格划分形式,指出最优网格划分法得到的三类型数量(杆长、三角形、节点)最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法,基于最优网格划分短程线型与三向格子形网壳,构造五种具有工程应用价值的局部双层形式。采用几何非线性有限元理论和屈曲路径跟踪技术,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析。研究了稳定承载力随杆件尺寸变化规律,按梁单元与杆单元分析不同的稳定特性,大矢跨比局部双层与单层网壳稳定特性比较,以及小矢跨比网壳的屈曲特性。

超大跨网壳结构在强震作用下的复杂效应影响研究

为准确分析超大跨网壳结构的地震响应,评估结构的抗震性能,采用时程分析法,分析了地震动空间相干性和行波效应、土-结构相互作用以及材料损伤累积效应等多因素对跨度800 m超大跨网壳结构的影响。结果表明:各因素对超大跨网壳结构的抗震性能均有影响;通过对比多点输入和一致输入下结构的地震响应,发现多点输入增大了结构周边杆件的内力,结构中心位置的杆件内力有减小的趋势,这也使结构的失效从其周边位置提前开展,改变了结构的破坏模式,严重削弱了结构的抗震能力;土-结构相互作用和材料损伤累积均会不同程度地增大结构的地震响应,其中土-结构相互作用放大了结构的地震动响应,而材料损伤累积效应在地震动强度较高时结构的地震动响应显著增大。

跨度800m穹顶结构选型研究与相关问题

随着城市环境变化和现代工程技术发展,建造跨度1 000 m级超大型城市穹顶以营造一个特定的区域小环境,逐渐成为现实需求。城市穹顶突破现有结构尺度极限,结构设计面临新的挑战。对城市穹顶的概念进行了探讨,以在寒冷地区建造一座跨度800 m城市穹顶为设定工程背景,对采用刚性结构、杂交结构、柔性结构以及组合结构等四大类结构体系共计13种结构方案进行选型研究。对比分析了结构刚度、稳定承载力和用钢量等指标,总结了跨度800 m各种结构方案性能特点,提出了可将K型角锥球面网壳、K型巨型网格结构以及索承网壳-双层网壳组合结构作为优选方案;并就超大跨度穹顶的建造与设计提出了材料轻质化、设计标准、抗风问题、温度场影响、结构形态学、建造可行性、围护结构、节能环保以及穹顶维护等9个方面的相关问题,以供进一步研究作为参考。

凯威特三角锥体系双层球壳结构设计研究

凯威特球面网壳是一种优良的结构体系,在国外很多超大跨穹顶工程中都有成功的应用,也适用于能源和冶金行业的大直径圆形储煤场顶盖球壳结构。选取凯威特三角锥体系双层球壳结构作为研究对象,详细论述了此类结构几何建模的关键点,并进一步与肋环型四角锥双层球壳进行了对比研究,通过施加恒载、活载、强风、高烈度地震、极端温差进行计算分析,对比分析了各种荷载作用下的结构响应,为今后的圆形煤场顶盖结构设计提供了新的思路与方案。