圓環(huán)弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及其結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用隨鋼產(chǎn)量的增加由單純強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性向綜合考慮經(jīng)濟(jì)、美觀、施工方便的全方位方向發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)體系被不斷創(chuàng)造。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)的重要分支之一，自引進(jìn)以來，足跡已遍布全國(guó)各處，應(yīng)用十分廣泛，但日益增加的應(yīng)用也帶來了對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的審美疲勞。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者和工程師對(duì)于新構(gòu)形結(jié)構(gòu)的研究與實(shí)踐不斷為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)注入活力，新型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)類型持續(xù)擴(kuò)展。對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的研究在九十年代已基本結(jié)束，目前的研究主要是針對(duì)具有新穎構(gòu)形形式的結(jié)構(gòu)。圓弧元

2、素相比于直線造型有曲線美，具有更強(qiáng)的觀賞感，可以豐富網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。
　　本文擬將圓弧元素引入網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，探索使用圓環(huán)做為弦桿時(shí)，網(wǎng)架的合理計(jì)算模型和力學(xué)性能，旨在拓展網(wǎng)架形式，豐富結(jié)構(gòu)體系，指導(dǎo)工程實(shí)踐。本文所做具體工作如下：
　　(1)結(jié)合結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成原則，以直桿元素和圓環(huán)元素為基本單元，構(gòu)建可行網(wǎng)架的幾何模型，并預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)可能具有的力學(xué)性質(zhì)。
　　(2)提出力學(xué)模型假設(shè)，借助ANSYS軟件，選取合適的單元類型，

3、建立有限元分析模型。
　　(3)分別以圓環(huán)布置在上弦和下弦的網(wǎng)架為研究對(duì)象，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力性能分析，認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)性能；根據(jù)計(jì)算反映出來的內(nèi)力特點(diǎn)，探究了結(jié)構(gòu)可能的簡(jiǎn)化模型，最終確定結(jié)構(gòu)的最簡(jiǎn)合理模型為圓環(huán)層弦桿采用空間圓弧梁?jiǎn)卧?，腹桿和非圓環(huán)層弦桿采用空間桿單元，除圓環(huán)弦層桿件之間的連接為剛接外，其余桿件兩端均鉸接；在微觀上，探究了內(nèi)力在圓環(huán)上的分布特點(diǎn)，確定了桿件可取相鄰圓環(huán)切點(diǎn)間弧段作為計(jì)算單元，最不利截面可取為這段圓弧的跨中。<