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后张拉整体成型局部双层柱面网壳成型和承载力研究

王刚  
【摘要】: 空间网壳结构可以通过后张拉的方法由平板网架张拉而成。在张拉的过程中网架可看作近似的机构体系,张拉完成即实现由机构到可承载结构的转变。在张拉完成前之所以可看作机构体系,是因为只有连续上弦杆抗弯刚度抵抗变形,因此在成型过程中不会在构件中产生过大的轴向力。这种新型结构形式,在建造轻型大跨结构的过程中,可以减少甚至不需用脚手架和大型起重设备,具有良好的经济性指标。 本文关注的是利用后张拉成型网壳的方法建造的局部双层柱面网壳。局部双层柱面网壳有可展表面,结构形式简单,有着广泛的应用前景。其与后张拉方法的结合必然会进一步提高其经济性能。 本文首先提出了一种可用于后张拉成型的局部双层平板网架理论模型,然后利用有限元软件(ANSYS10.0)对其不同种类的后张拉方法和不同节点的连接形式分别进行了对比分析研究,最终得到用于有限元仿真模拟分析的较为理想的模型。分析表明,本文所提模型具有良好的空间变形能力,可张拉成型大曲率的柱面网壳。 在承载能力分析阶段,依据我国现行规程《网壳结构技术规程》(JGJ61-2003)建立了足尺的局部双层网壳模型对其承载能力做了分析研究。分析表明,成型后的局部双层柱面网壳有很好的承载能力。 最后,总结本文所做工作。并提出以后的研究工作的展望。


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