单层倒悬链型叉筒网壳静力与稳定性分析

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3、稳定性能方面的研究已经日趋完善，此类叉筒网壳的组成单元均是圆柱面网壳（以圆弧拱为准线），而对以其它拱准线形式柱面网壳单元所组成的叉筒网壳研究甚少。依据悬链线拱独特的受力性能，本文将单层倒悬链型柱面网壳的特性与单层叉筒网壳有机地结合起来，即让三个相同的倒悬链柱面60度交贯，便形成了单层倒悬链型叉筒网壳结构。本文针此种单层倒悬链型叉筒网壳，运用通用大型有限元软件ANSYS，深入系统地研究了其非线性静力稳定性能。本文先对四种不同网格形式的单层倒悬链型叉筒网壳的静力与稳定性进行分析比较，继而确定了一种最优的网格布置形式；然后将其与单层圆弧型叉筒网壳作对比分析，得到其刚度

4、及承载力的提高情况。接着采用参数化分析，较为全面系统地研究了单层倒悬链型叉筒网壳的静力稳定性，包括矢跨比、杆件截面尺寸、初始几何缺陷、荷载不对称分布及支座约束形式等参数对于结构极限荷载的影响。最后在考虑几何非线性的基础上，进一步地考虑网壳结构的材料非线性因素，针对单层倒悬链型叉筒网壳，对其进行了一系列的双重非线性全过程分析，考察了结构的屈曲模态及塑形发展的全过程，同时还考察了初始几何缺陷、荷载不对称分布以及支座约束形式等因素对网壳结构弹塑性极限承载力的影响。本文的研究可以为以后该结构形式的工程应用提供理论指导与参考依据。关键词：单层叉筒网壳；倒悬链；静力稳定；极

5、限承载力；几何非线性；材料非线性；参数分析；全过程分析II硕士学位论文AbstractLatticedintersectedcylindricalshellisanewtypeofreticulatedshellwithparticularshape.Thesimplecylindersmeetingoneanotherwithvariousnumbersandanglescancreatesuchshells.Itischaracterizedofarchitecturallybeautyandreasonablestructure.Single-layerr

6、eticulatedshellstakingmembraneforceasthemainforce,whichhavegoodstructuralbehavior.However,duetothiskindofspan’sthinthicknessandsuperiorspan,thestabilityproblemofthesingle-layerlatticedintersectedcylindricalshellisexceedinglyoutstandinginlatticedintersectedcylindricalshells.Therefore,

7、thestabilityanalysisofwhichisparticularlynecessary.Thestudiesonstabilityperformanceofcommonsingle-layerlatticedintersectedcylindricalshellshasbeenmoreandmoreperfect,whichalignmentintheformofcirculararch,buttheresearchesonthestructuresofsingle-layerlatticedintersectedcylindricalshelli

8、ntheformofot