杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响

发布时间：2022-01-24 04:50

　　单层网壳属于缺陷敏感型结构.为理清杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响程度及规律,首先提出了一种形成杆件缺陷的方法,即等效荷载法（equivalent load method, ELM）,并详细阐述了该法的基本原理与实现步骤,而后系统地研究了3种杆件缺陷形式、12种缺陷幅值及杆件弯曲方向对网壳稳定承载能力的影响,最后基于修正的特征值缺陷模态法给出了杆件缺陷在网壳中的最不利布置方案.主要得出如下结论:提出的ELM可高效、便捷地形成杆件缺陷,特别适合于由众多根杆件组成的空间网格结构.与以往采用的半正弦波相比,由该法形成的杆件缺陷形式对网壳稳定承载力略为更不利.另外,杆件缺陷形式亦可采用两端固结杆的特征值屈曲模态;对于面内方向刚度较弱的网壳（如H型截面杆件）来说,稳定承载力往往由面内刚度决定,杆件缺陷弯曲方向布置在面内更为不利.杆件缺陷对该类网壳稳定承载力的影响很显著,杆件缺陷的存在会改变该类网壳的失效模式;随着杆件缺陷幅值的增大,网壳极限荷载逐渐降低,离散程度大体上逐渐增大,杆件弯曲方向对极限荷载的影响愈加明显;修正的特征值缺陷模态法可一次性获得缺陷杆件在网壳中的最不利分布形式,... 

【文章来源】：空间结构. 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

三种杆件缺陷形式

图1 三种杆件缺陷形式由于上述两种方法在空间结构中应用不便,本文提出一种可以考虑杆件缺陷的方法,即等效荷载法(ELM).该法将缺陷杆件的形状取为两端固支梁在满跨均布荷载作用下的挠曲线,如图1c与图2所示.杆件挠曲线方程表达式为

以三向单层铝合金球面网壳为研究对象,跨度L=60m,矢高r=8.0385m.网壳中共计5种杆件截面类型,各杆件截面类型在网壳中的布置如图3所示.为了抵抗网壳底部整体向外的巨大水平推力,将最外圈杆件截面选择为H750×375×16×30.最外圈网壳节点约束切向与竖向.网壳竖向作用均布荷载.网壳共计444根杆件、163个节点.采用ANSYS中的BEAM188模拟杆件,无论理想网壳还是缺陷网壳,每根杆件均采用14个单元模拟.铝合金材料采用6061-T6牌号,弹性模量为70000MPa,剪切模量为27000MPa,屈服强度为245MPa,泊松比为0.3.2.2 完善网壳

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3605884