新型装配式六杆四面体扭网壳的理论分析和试验研究

发布时间：2022-10-06 19:07

　　随着我国工程建设行业的不断发展,我国人民的社会居住环境正发生着翻天覆地的变化,但与此同时,传统建筑行业的粗放式生产模式与自然资源、环境之间的矛盾也日益激化,因而大力推广以装配式建筑为代表的绿色节约型建筑成为建筑工业化发展的主要途径。在这一背景下,本文提出一种新型的装配式扭网壳结构,包括了多种类型的单块扭网壳和多块组合型扭网壳结构。这一装配式体系由若干投影相同、尺寸相似的六杆四面体单元组成,构形简单,受力合理,非常适合在实际工程中推广应用。本文从构形设计、理论分析和试验验证等方面出发,对这种新型装配式扭网壳体系进行了系统研究。第1章总结了扭网壳结构体系的特点和主要分析方法,并对国内外装配式结构体系的研究成果进行了介绍,从我国工程建设行业现状出发,阐明了发展新型装配式扭网壳结构的意义,明确了本文主要研究内容。第2章从标准六杆四面体单元出发,结合扭网壳的几何特征,提出了一种新型的装配式扭网壳体系,包括了 6种单块扭网壳和4种多块组合型扭网壳。对各类扭网壳的几何特征进行了总结,为实际工程应用提供参考依据。同时还提出了多种类型的节点构造形式,为工程设计提供更全面的选择。第3章对单块扭网壳的静力性... 

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 双曲抛物面网壳及其研究方法
    1.2 装配式空间网格结构体系
        1.2.1 装配式节点体系
        1.2.2 模块化装配体系
    1.3 本文研究背景
    1.4 本文主要研究内容
2 六杆四面体扭网壳的构形分析
    2.1 引言
    2.2 六杆四面体单元
    2.3 六杆四面体扭网壳的构形及分类
        2.3.1 六杆四面体单块扭网壳的构形及分类
        2.3.2 六杆四面体单块扭网壳的主要几何参数
        2.3.3 六杆四面体多块组合型扭网壳的构形与分类
    2.4 新型装配式节点
    2.5 本章小结
3 六杆四面体单块扭网壳的静力性能
    3.1 引言
    3.2 计算模型
        3.2.1 几何建模
        3.2.2 节点、杆件截面及材料选择
        3.2.3 结构荷载
    3.3 正交斜放扭网壳静力分析
        3.3.1 节点、单元编号规则及内力表示方法
        3.3.2 正交斜放型扭网壳静力分析
    3.4 正交正放扭网壳静力分析
        3.4.1 节点、单元编号规则及内力表示方法
        3.4.2 正交正放型扭网壳静力分析
    3.5 本章小结
4 六杆四面体单块扭网壳的稳定分析
    4.1 引言
    4.2 稳定分析理论
    4.3 正交斜放型单块扭网壳稳定性分析
        4.3.1 特征值屈曲分析
        4.3.2 非线性稳定分析
    4.4 正交正放型单块扭网壳稳定性分析
        4.4.1 特征值屈曲分析
        4.4.2 非线性稳定分析
    4.5 多参数对结构稳定性的影响
        4.5.1 结构几何参数
        4.5.2 杆件截面
        4.5.3 初始几何缺陷
    4.6 本章小结
5 六杆四面体多块组合型扭网壳的性能分析
    5.1 引言
    5.2 计算模型
    5.3 静力分析
    5.4 稳定分析
    5.5 本章小结
6 六杆四面体扭网壳的形状优化
    6.1 引言
    6.2 大跨度空间网格结构形状优化理论
    6.3 优化算法
        6.3.1 敏感度分析
        6.3.2 体积约束条件
        6.3.3 优化步骤
    6.4 优化算例
        6.4.1 悬链线拱
        6.4.2 三维单层网壳
        6.4.3 六杆四面体组合型扭网壳
    6.5 本章小结
7 六杆四面体扭网壳模型试验
    7.1 模型设计
        7.1.1 模型几何参数
        7.1.2 材料与构件尺寸
        7.1.3 节点构造
        7.1.4 下部支承平台
    7.2 单元制作方案
        7.2.1 装配化施工思路
        7.2.2 六杆四面体单元制作
        7.2.3 单元的堆放及运输
    7.3 模型现场安装方案
        7.3.1 支承平台安装
        7.3.2 单元拼装
        7.3.3 单元安装误差
    7.4 静力加载试验
        7.4.1 加载方案
        7.4.2 测点布置
        7.4.3 测试仪器
        7.4.4 加载测试
        7.4.5 全跨静力加载测试结果
        7.4.6 半跨静力加载测试结果
        7.4.7 误差分析
    7.5 本章小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 研究工作展望
参考文献
作者简历
    教育经历
    攻读博士学位期间取得的科研成果
    攻读博士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型六杆四面体柱面网壳的构形、静力和稳定性分析[J]. 董石麟,苗峰,陈伟刚,周观根,滕起,董晟昊.  浙江大学学报(工学版). 2017(03)
[2]劲性支撑穹顶结构的施工方法与试验研究[J]. 薛素铎,高占远,张超,王琼.  中南大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]单层网壳结构稳定性分析方法研究[J]. 蔡健,贺盛,姜正荣,刘齐齐,张郁林.  工程力学. 2015(07)
[4]六杆四面体单元组成的球面网壳结构静力特性模型试验研究[J]. 白光波,董石麟,陈伟刚,丁超,苗峰,梁昊庆,郑晓清.  空间结构. 2015(02)
[5]六杆四面体单元组成的球面网壳结构装配化施工的实践研究[J]. 白光波,董石麟,丁超,梁昊庆,郑晓清.  空间结构. 2015(02)
[6]六杆四面体单元组成球面网壳的节点构造及装配化施工全过程分析[J]. 董石麟,白光波,陈伟刚,郑晓清.  空间结构. 2015(02)
[7]弦支环向折线形单层球面网壳结构的模型试验研究[J]. 郑晓清,董石麟,梁昊庆,白光波.  土木工程学报. 2015(S1)
[8]六杆四面体单元组成的新型球面网壳及其静力性能[J]. 董石麟,白光波,郑晓清.  空间结构. 2014(04)
[9]六杆四面体单元组成的新型球面网壳机动分析[J]. 白光波,董石麟,郑晓清.  空间结构. 2014(04)
[10]六杆四面体单元组成的新型球面网壳的稳定性能分析[J]. 白光波,董石麟,郑晓清.  空间结构. 2014(04)

博士论文
[1]六杆四面体柱面网壳结构的理论分析与试验研究[D]. 苗峰.浙江大学 2017
[2]六杆四面体单元组成的新型装配式球面网壳理论与试验研究[D]. 白光波.浙江大学 2015
[3]大跨度刚性空间钢结构极限承载力研究[D]. 苏慈.同济大学 2006



本文编号：3687233