Schwedler型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及抗震性能分析.pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)自重輕、受力合理、造型優(yōu)美、施工周期短及便于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，在工程領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。近年來隨著鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍日益擴大，而更大的覆蓋跨度，越來越薄的網(wǎng)殼厚度，更輕的結(jié)構(gòu)重量則是人們一直追求的目標，故對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計具有重要的意義。
　　本文以 Schwedler型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為研究對象，對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。單層球面網(wǎng)殼桿件的有限元模型為空間梁單元，結(jié)構(gòu)的承載力不僅取決于桿件的強度，而且

2、與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性相關(guān)，此外，在設(shè)計過程中必須要考慮強度、剛度、穩(wěn)定性及幾何約束等條件。
　　首先，綜述了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。文中介紹了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)理論，并著重介紹了桿件的梁單元有限元模型及優(yōu)化方法，在此基礎(chǔ)上引出本文的研究主旨。
　　在此基礎(chǔ)上，文中基于商業(yè)有限元分析軟件ANSYS，建立Schwedler型球面網(wǎng)殼的三維有限元模型。文中對其進行了靜力分析，模態(tài)分析

3、和穩(wěn)定性分析，為了和優(yōu)化結(jié)果進行對比分析，并提取了結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力強度。利用集成優(yōu)化軟件ISIGHT，對Schwedler型球面網(wǎng)殼進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并對優(yōu)化結(jié)果進行分析比較，效果顯著。鑒于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種缺陷性敏感結(jié)構(gòu)，因此對優(yōu)化結(jié)果做了全過程穩(wěn)定性分析。
　　最后，在研究網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自振特性分析理論的基礎(chǔ)上，探討了結(jié)構(gòu)自振頻率隨矢跨比、支座的數(shù)量和質(zhì)量荷載等因素的影響，從而得出一些有益于結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論。通過分析網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地震波作用下的