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《兰州理工大学》 2008年
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新型拉索—单层柱面网壳结构性能研究

徐英雷  
【摘要】: 本文所提出的新型拉索-单层柱面网壳结构,是指根据单层圆柱面网壳与大跨度圆弧拱梁承受竖向均布荷载时的内力分布及变形相似的特征,将一种新型平面索拱结构的理念引入到空间网壳中而构成的新型结构体系。该新型结构是在单层柱面网壳壳体曲面内外侧沿横向杆件拱轴线增加适当的撑杆和预应力索,以改善其受力性能、提高其刚度和承载力。 本文主要进行了以下工作: (1)依据现有规程对新型拉索—单层柱面网壳结构按最不利工况进行初步设计,提出整套新型结构静力设计思路,计算该结构体系在全跨恒载和全跨活载、全跨恒载和半跨活载共同作用下的位移、内力,确定该新型结构设计中的主要控制指标。 (2)通过有限元软件ANSYS分析了特定参数下新型拉索-单层柱面网壳结构在不同竖向荷载工况作用下初始预应力、矢跨比、撑杆高度、中部索系与两侧索系的预应力比值、拉索截面等参数的变化对结构静力特性的影响,分析归纳最大内力和最大位移的变化规律,同时与单斜杆型单层圆柱面网壳进行了对比,结果表明该新型结构具有很大的优越性,刚度和承载力都有较大的提高。 (3)为了确定新型拉索—单层柱面网壳结构从稳定的平衡状态变为不稳定平衡状态的临界荷载和屈曲形状,利用有限元分析软件ANSYS建立梁单元、杆单元和索单元的组合有限元模型,采用分块Lanezos法进行特征值屈曲分析;采用牛顿—拉裴逊法和弧长法进行初始缺陷的非线性屈曲分析。通过改变矢跨比、跨度、预应力、拉索面积、撑杆长度、长跨比等结构参数和几何参数,较系统地研究了该新型结构不同荷载工况下的稳定性特性和变化规律,结果显示该新型预应方网壳结构相比单层柱面网壳结构的弹性稳定承载能力有较大程度的提高,同时得出了一些结构参数的合理范围。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU399

【引证文献】
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