大跨度单层椭球面网壳结构静、动力性能分析

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1、弱济人学巾谚领十学挺论文第l章绪论1．1凝述第{章绪论随藿人类物质文嘲与精神文明的发展与提疑。入们需要受夫的载盏空阉来满足社会摄动积生产劳动的需要，蕊蠡．要求脊最大自由夺阔及瑶小肉支撑干扰戆结构，如大型集会场所、体旁镕、飞搬库、会震中心、游泳池、餐厅、佞孳厅、工妲厂房等。箍一般的擎髓结构，絮粱、瓣架、格絮、擞、组合结构等，出于结构形式的蔽制，扶技零经济方瑟讲已根难跨越觅大的空闽来满足飞速发展的社会需求。人们通过实践发现，具有三维空州形状势且有：三维受力特性、肇窆间工作状态的空阀结构，正好#￡潢是大跨度建筑结构的要求。这跫因为空潮结构不仅仅依赖材籽性能，两是更加充分剥用自己会理的形{奉

2、及夺嗣楗睾斗特榷，来适应不阉建筑造型和功能的需要，从丽可跨越更犬空闽。尤其近年来计算机技术豹飞速发展，使空闽结构在形体研究的计算方法上霄了新的突破，使形体与受力完美缀合成为可能。因此，空澍结构对于现代建筑谬产生重大影晌，它不但被公认为社会文明的象征，丽且出予采胡了大量耨孝孝料、新技术和叛工艺，空间结构还成为衡量一个国家建筑科学技术水平的标志之川㈨引。1．2网壳结构的发震状况空间结构是指结构的形态璺三维状态，在旖载作用。下具有三维受力特牲并呈空润工佟的结构。平板网架、阏壳以及懋索结构等空翔结构在我国得到了广泛的应用，已为人们所熟悉。空间结构与乎强结构相比具寄缀多独特约优点：平隧结构从技

3、术经济方面讲，缀难跨越摄大的室闽，也很难满足建筑平灏，空闯翻造型方颓的簧求，丽空间结构是以三维形体及三维受力为主要特挺瓣结构形式，它豹特点是受力合理，剐度大，重爨轻，造价低，结构彤式新颡丰富，生幼活泼，可以突出结构荚而寓有艺术表现力，囡内外应羽非常厂‘泛。特别是近年柬，人们生活水平不断提高，工数尘产、文亿、体育等搴域不断进步．大大增强了校会对空闯结构尤其楚犬跨度商佳能空问结构的需求。两计算理论的只翻济大学巾请硕’I学短论文第l辜绪论菔宠簿以及汁箨机技术的毪速发展使得对侄侮极葵笈杂雏i维续幸句约分析与设汁成为可能。这臻乖是空阻j结构能够扩大应用范羽得以蓬勃发艘的l

4、鼗测素。近几十年来，

5、越界上建造了成千上万豹太黧体育镶、飞机撵、艘玎，采用了骞类空瓣结构，展示着优美的造型，成为一道道飙景。燮有无数豹j+房、仓瘁等采用空问结构，实现了经济、合理的完美统一。虽然在1966年，人们还将空

6、．自l结构视为“interestingbutexotic，non—conventionalstructure”，丽如今，空闯结构已经在全世羿范溯肉得到了广泛的应用。宅阐结构的类型与形式也只盏丰富多彩，并难以砖其∥格分类。但在众多的空间结构类型中，网壳结构无疑是应用褥最为酱遍的空闽结构形式之一。国外蔫名的新爽尔良钵蠢键，程班牙融寒罗郡豹Palaud’Esport体霄馆，F1本的Fukuoka

7、鹱览馆，澳大利亚维多剩亚艺术中心塔等等不胜枚举。在我国，香港函际机场的Passengerterminalbuilding，黑龙}I省速滑镶，天津市体育馆，北京稿景出体育馆，长誊矗环体育馆等是其中的代表。对空闽结构这种自出发多，受力情况复杂的结构的研究方法也随着计算机技术豹迅猛发展与疲用，从对连续化模型分拆(即拟巍法)逐渐转到了对离散化模型分析(郄京辗单元法)。在就空间结构力学健能的研究中，大致奄三个方囱：静力闻题、动力问题和稳定淘蹶。在研究稳定问题时，目翦的趋势楚考虑结构菲线性性能并通过有限元分橱柬进行研究。送入新1煞纪以来，隧着建筑材科、计算机技术和结构理论的发展，人{

8、’】对大跨

9、度空闯结构的要求越来越嵩，除了遂求跨度赡，还兼顾经济合理槛、环保蛰能性、与周潮环境的和谐性等众多因素。跨度越柬越大，所臻孝芎孝尊越来越经济，网壳结构的稳定问题也因此成为设计中的关键润题。当设计者对网壳结构的稳定憔没有把握时，弼壳结构通常被设计成双层的，这主要是因为双层阐壳不易发生失稳，然藤对于荦层球藤网壳，出于壳蔺整体较薄，剐度较差，稳定闯躐茏为熏要。综合分孝厅国内外网壳结构的研究成粜与发展势态14l+l捧I，可预凳其发璇趋势主要在以下几个方两：1．潮壳结橡的跨瘦将越来越大。2．网壳结构的型体会更加合理。3．可歼闭的网壳续构将得到发展和疲用。4．嘲壳结构的转线性分栅，尤其跫嚣线链稳定

10、全过程分车厅将受到溪内终的，“泛关注。同济人学中请硕十学位论文第1举绪论5．网壳结构的优化设计。在给定的跨度和荷载作用下，使所设计的网壳结构熏最最轻、造价最低。6．嘲壳结构的计算、设计和生产实现计算机￡{动化。7．研究和生产轻质高强、防火防水性能好并且保温隔热的新掣辟面围护材料。8．改进并发展网壳结构的制造技术和施工方法。使网壳结构的制作生产企业同时承担网壳的设计、研究与开发。1．3网壳结构的静力性能研究概况在电子计算机应用之前Il’I，网壳结构的分析引用