800米超大跨双层网壳结构稳定性研究

发布时间：2019-09-06 06:40

【摘要】：随着大跨建筑的快速发展,人们对于能够提供更大空间建筑的需求日益显现,对于超大跨穹顶结构的研究越来越多,在结构选型方面学者提出了多种设想,但可能实现的结构形式仍然在摸索中,本文将800米超大跨选型方案中性能较优的交叉桁架双层球面网壳结构作为研究对象,利用APDL语言编程实现自动选杆生成结构的程序,并对该结构进行了有限元分析,研究了其静力和稳定性能,探讨了其合理性和实现可能性。同时考虑了杆件初弯曲、节点初始偏差和材料非线性,利用弧长法追踪结构的平衡路径,针对结构的稳定极限承载力进行了参数分析,提出了该方案的合理选型建议。本文主要开展了以下几方面研究工作:(1)利用有限元编程实现了800米凯威特型交叉桁架双层网壳的建模和荷载-位移全过程分析,总结了结构受力特性,并分别与小跨度同类型结构、同跨度其他类型的结构对比,发现本结构受力合理、具备现实意义,为后续系统开展本类结构性能探究奠定基础。(2)针对800米双层网壳结构稳定性能进行了参数分析,考虑了结构几何非线性和材料非线性带来的影响,考察了399个算例的失稳屈曲模态、临界荷载、塑性发展分布等特征响应,总结出矢跨比、厚度、环向分割频数、初始几何缺陷、荷载不对称分布等对800米双层网壳稳定承载力的影响规律,并考虑结构经济性能和静力性能给出设计建议值。(3)本文统计了800米双层网壳失稳破坏时的挠度和应力响应,对变形最大的肋间区域、应力最大的支座附近和应力较大的主肋处分别进行了局部加强,并量化了三种方案的经济性能、静力性能和稳定性能改进情况,为本结构继续研究与工程应用提供了一定参考。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU399

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本文编号：2532450