寶石形折板網殼參數(shù)化設計及穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，我國相繼舉辦了一系列國際盛會如北京奧運會、上海世博會以及深圳大運會等，各類體育設施和體育場館便借此契機如雨后春筍般發(fā)展起來，其中，絕大部分都是形式新穎的空間網格結構，比較典型的例子就是折板網殼結構。
　　折板網殼結構是在融合了混凝土折板結構和鋼結構的基礎上形成的一種形式獨特的網格結構，由平板網格微元按照一定方式拼接而成，其樣式簡潔大方，非常美觀并且桿件連接簡單。折板網殼結構具有折板結構的許多優(yōu)點，自然形成的脊線或谷線增大了

2、其面內強度、剛度，增強了整體結構的受力性能和穩(wěn)定能力。又因其每一組成單元都是平面，桿件類型少，便于屋面板的鋪設，大大提高了構件加工制作、結構施工安裝效率，可以做到機械化和商品化，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　折板網殼結構桿件、節(jié)點數(shù)量較多，矢跨比、環(huán)向區(qū)域份數(shù)、網格尺寸等的改變都會帶來結構構件內力和總體造價的顯著改變，結構設計、優(yōu)化過程比較繁復，因此本文首先通過APDL語言實現(xiàn)了三種不同類型的“寶石形”折板網殼的參數(shù)化設計，用戶可方便

3、的通過編制的宏程序對各類模型進行參數(shù)化設計;定制了用戶圖形交互輸入界面，通過此界面用戶可根據(jù)自己的需要選擇不同類型的單層折板網殼宏程序，完成對所需模型的參數(shù)化建模。
　　文章通過ANSYS進行了不同控制參數(shù)下的結構靜力計算，分別研究了三種“寶石形”網殼模型的靜力特點，并討論了環(huán)向區(qū)域份數(shù)、結構上下部矢高、上下部跨度、邊界條件以及主次構件的不同對結構受力性能的影響，總結歸納了其受力特點。
　　根據(jù)三類“寶石形”折板網殼結構自身

4、幾何關系分類型推導了結構上下部跨度、上下部矢高、環(huán)向對稱區(qū)域份數(shù)、徑向節(jié)點圈數(shù)等控制參數(shù)與結構桿件長度間的函數(shù)關系式，并闡述了該公式在“寶石形”折板網殼結構設計過程中的具體應用。
　　對“寶石形”折板網殼進行了屈曲模態(tài)分析和考慮幾何初始缺陷的非線性穩(wěn)定分析，探討了三類折板網殼特征值隨矢跨比的變化規(guī)律以及其非線性極限承載力隨矢跨比和幾何初始缺陷的變化規(guī)律，深入研究了三類“寶石形”折板網殼結構的各類設計參數(shù)對其穩(wěn)定承載能力的影響。