新型拉索—單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、本文所提出的新型拉索-單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，是指根據(jù)單層圓柱面網(wǎng)殼與大跨度圓弧拱梁承受豎向均布荷載時(shí)的內(nèi)力分布及變形相似的特征，將一種新型平面索拱結(jié)構(gòu)的理念引入到空間網(wǎng)殼中而構(gòu)成的新型結(jié)構(gòu)體系。該新型結(jié)構(gòu)是在單層柱面網(wǎng)殼殼體曲面內(nèi)外側(cè)沿橫向桿件拱軸線增加適當(dāng)?shù)膿螚U和預(yù)應(yīng)力索，以改善其受力性能、提高其剛度和承載力。 本文主要進(jìn)行了以下工作： (1)依據(jù)現(xiàn)有規(guī)程對(duì)新型拉索—單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)按最不利工況進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，提出整套新型結(jié)

2、構(gòu)靜力設(shè)計(jì)思路，計(jì)算該結(jié)構(gòu)體系在全跨恒載和全跨活載、全跨恒載和半跨活載共同作用下的位移、內(nèi)力，確定該新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要控制指標(biāo)。 (2)通過(guò)有限元軟件ANSYS分析了特定參數(shù)下新型拉索-單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在不同豎向荷載工況作用下初始預(yù)應(yīng)力、矢跨比、撐桿高度、中部索系與兩側(cè)索系的預(yù)應(yīng)力比值、拉索截面等參數(shù)的變化對(duì)結(jié)構(gòu)靜力特性的影響，分析歸納最大內(nèi)力和最大位移的變化規(guī)律，同時(shí)與單斜桿型單層圓柱面網(wǎng)殼進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明該新型結(jié)構(gòu)具有

3、很大的優(yōu)越性，剛度和承載力都有較大的提高。 (3)為了確定新型拉索—單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)從穩(wěn)定的平衡狀態(tài)變?yōu)椴环€(wěn)定平衡狀態(tài)的臨界荷載和屈曲形狀，利用有限元分析軟件ANSYS建立梁?jiǎn)卧?、桿單元和索單元的組合有限元模型，采用分塊Lanczos法進(jìn)行特征值屈曲分析；采用牛頓—拉裴遜法和弧長(zhǎng)法進(jìn)行初始缺陷的非線性屈曲分析。通過(guò)改變矢跨比、跨度、預(yù)應(yīng)力、拉索面積、撐桿長(zhǎng)度、長(zhǎng)跨比等結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)，較系統(tǒng)地研究了該新型結(jié)構(gòu)不同荷載工況下的穩(wěn)