Varax节点单层木网壳静力稳定性研究

发布时间：2020-11-01 07:47

　　 大跨空间木网壳具有出色的建筑表现力、优良的结构性能、舒适的内部使用环境,是一种极富生命力的结构形式。因木材不可焊性及各向异性,木结构节点通常表现为半刚性且受力破坏行为复杂。单层网壳受力性能又恰恰受到节点刚度的显著影响,国内外针对其整体稳定性的研究尚不完善,有必要对木网壳节点性能及其整体稳定性开展相关研究,为相关工程分析设计提供理论依据。本文基于典型的木网壳钢夹板螺栓连接钢毂节点加以研究,具体节点构造参照贵州毕节穹顶木网壳Varax节点实际尺寸。通过ABAQUS建立精细化实体单元模型,分析获得节点受力-变形全过程曲线。进一步建立了组件法节点分析模型,用以计算包括弯曲刚度、承载力、转动能力等关键性能指标、从而构造节点受力-变形设计曲线。经验证该模型可较好的分析实际节点性能,可为实际网壳工程分析设计提供基础。基于典型木网壳的网格布置方式,运用有限元软件ABAQUS开发python建模程序,实现三向网格型单层球面木网壳的参数化建模。进行特征值屈曲分析和非线性稳定分析,得出不同形式网壳结构的荷载-位移全过程曲线,研究了杆件截面尺寸、矢跨比、跨度、节点抗弯性能、初始几何缺陷以及荷载分布形式等因素对网壳结构静力稳定性的影响。木网壳通常采用连续铺设的企口木板条形成屋面层,并以密布钉连接钉于网壳主体构件及檩条上。该木屋面层为各木构件提供网壳面内方向(也即构件弱轴方向)的约束,有效抑制了网壳面内扭转失稳破坏,本文采用Tongtoe提出的梁-屋面板复合单元模型,通过改编相应的UEL子程序实现了对这种面内约束效应的模拟。对无可靠面内约束效应的屋面层构造,探讨了细化次梁三角形网格的改善措施并分析其实际效果。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU366
【部分图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文以跨越较大的跨度，既可用于中小跨度的民用和工业建筑，也非常适合馆等大型公共建筑。1983 年建成于美国华盛顿州的塔科马穹顶体育馆，用了球面木网壳结构，如图 1-1 所示，其直径 162m，矢高 33.5m，穹顶到地面的高度达 45.7m，整个穹顶由重复的三角形木构架组成，主要构用胶合木曲梁，通过 Varax 钢夹板节点加以连接，网壳主网格内布置木以支撑木质屋面板层。其抗震性能较好，2001 年在距离体育馆不到 25k生的里氏 6.8 级地震没有对其主要结构造成损伤[3]。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文程中钢毂为多边棱柱体，其各个侧面均可连接胶合木构具有对称性，故数值模型仅取其中一个钢毂面连接一根运算成本。模型所用钢毂尺寸及构造如图 2-2、图 2-3

2.2.1.1 钢毂实际工程中钢毂为多边棱柱体，其各个侧面均可连接胶合木构件，由于其各个面受力具有对称性，故数值模型仅取其中一个钢毂面连接一根木构件进行分析以节省运算成本。模型所用钢毂尺寸及构造如图 2-2、图 2-3 所示。图 2-1 Varax 节点形式
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 耿楠;杨飞;;某网壳结构事故原因分析及处理[J];建材技术与应用;2019年02期

2 张海;刘德志;黄鑫;;多龄期网壳结构腐蚀的弹性抗震分析[J];天津城建大学学报;2019年04期

3 马晓锋;许杨健;;铝合金网壳结构研究现状[J];山西建筑;2018年19期

4 谢恩献;袁行飞;陈冲;;台风作用下弦支网壳结构动力失效[J];浙江大学学报(工学版);2017年02期

5 刘金鹏;;网壳结构动力稳定性发展和应用研究[J];低温建筑技术;2016年05期

6 李文娟;;考虑下部支承条件下网壳结构性能分析[J];兰州工业学院学报;2016年03期

7 郝志勇;;超长大跨网壳结构温度应力分析[J];黑龙江科技信息;2015年14期

8 黄成勇;;大跨空间网壳结构的抗震研究综述[J];城市地理;2017年08期

9 白晓民;;网壳结构的边界条件支座设计[J];黑龙江科学;2014年10期

10 李俊生;;空间网壳结构极限承载力分析[J];铁道标准设计;2011年03期

相关博士学位论文 前10条

1 张福生;先进复合材料筋网壳结构建模及其力学性能分析[D];哈尔滨理工大学;2018年

2 丁超;新型装配式六杆四面体扭网壳的理论分析和试验研究[D];浙江大学;2018年

3 陈东兆;后张拉预应力成形鞍形网壳的成形和竖向极限承载力试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年

4 邸龙;复杂条件下大跨度空间柱面网壳结构的抗震研究[D];同济大学;2006年

5 蒋友宝;斜拉双层柱面网壳结构可靠度计算及设计方法探讨[D];东南大学;2006年

6 庞建勇;软弱围岩隧道新型半刚性网壳衬砌结构研究及应用[D];东南大学;2006年

7 杜文风;基于性能的空间网壳结构设计理论研究[D];浙江大学;2007年

8 殷占忠;带有约束屈曲支撑杆件的空间网壳结构抗震性能分析与试验研究[D];兰州理工大学;2008年

9 钟杰;网壳结构的概率地震易损性分析[D];哈尔滨工业大学;2016年

10 翁光远;大跨空间网壳结构地震响应分析及振动控制研究[D];西安建筑科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 李鹏;索支撑五、六边形网格单层球面网壳几何建模及力学性能分析[D];山东建筑大学;2015年

2 沈利刚;自由曲面网壳结构网格划分与形状优化[D];上海交通大学;2016年

3 邹乐;吊装自成型GFRP弹性网壳结构找形方法研究[D];上海交通大学;2018年

4 何永鹏;网壳结构多约束截面优化及考虑设计相关荷载的形状优化研究[D];华南理工大学;2019年

5 朱红普;单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及易损性研究[D];广州大学;2019年

6 李宏;单层球面铝合金网壳结构强震失效机理及易损性研究[D];广州大学;2019年

7 李凯强;单层柱面网壳在内爆炸下的最不利位置和防爆设计研究[D];华侨大学;2019年

8 刘春芳;强震作用下大跨空间网壳结构的多尺度损伤演化分析[D];江西理工大学;2019年

9 张锐;基于OpenSEES单层柱面网壳的强震响应研究[D];山东建筑大学;2015年

10 万祥;Varax节点单层木网壳静力稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2019年

本文编号：2865235