800m超大跨凯威特型巨型网格结构静力及稳定性研究

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1、硕士学位论文800m超大跨凯威特型巨型网格结构静力及稳定性研究RESEARCHONSTATICPROPERTIESANDSTABILITYOF800METERSSUPER-LARGESPANKIEWITTTYPEMEGA-LATTICEDSTRUCTURE姚丽哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU393.3学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工学硕士学位论文800m超大跨凯威特型巨型网格结构静力及稳定性研究硕士研究生：姚丽导师：范峰教授副导师：张清文讲师申请学位：工学硕士学科：建筑与土

2、木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU393.3U.D.C:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTATICPROPERTIESANDSTABILITYOF800METERSSUPER-LARGESPANKIEWITTTYPEMEGA-LATTICEDSTRUCTURECandidate：YaoLiSupervisor：Prof.FanFengAssociat

3、eSupervisor：Lect.ZhangQingwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ConstructionandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June，2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着社会进步和建设水平的发展

4、，超大跨空间结构在抵御环境变化、营造宜居区域、城市节能减排等方面有着越来越广的应用前景，受到学者们的广泛重视。由于结构跨度上的大幅度增加，必将很大程度上提高结构杆件数目、杆件尺寸等，直接导致结构在内力计算、杆件选择、稳定分析等方面面临诸多未知与挑战。本文以提出合理的800m超大跨结构为研究目标，对比分析了四种备选超大跨结构形式，筛选出其中受力性能最优的凯威特型巨型网格作为本课题的研究对象。首次得到其自动生成程序并对其进行了系统的静力分析、稳定分析、参数分析和子结构分析。从而为该结构的理论研究与工程设计提供有价值的参考。

5、主要包含以下几方面内容：1、对比分析了800m跨度、一致荷载作用下的双层网壳、局部三层网壳、肋环型巨型网格和凯威特型巨型网格的内力峰值、最大位移、用钢量等静力性能指标。筛选出最合理的结构形式——凯威特型巨型网格。并从结构构造特点、受力原理等方面对其原因进行了分析。2、利用CAD三维建模进行成型分析并得到凯威特型巨型网格结构的拓扑关系，提出了基于几何成型的结构程序化实现方法。利用APDL参数化语言结合此结构几何形体控制参数编制其相应的自动生成程序，为该结构的深入研究奠定了良好的基础。3、编制了适用于凯威特型巨型网格结构的

6、荷载程序、选杆程序，并完成该结构静力计算。总结了对此结构形式起控制作用的荷载工况，总结归纳了此结构的内力分布规律。4、考虑巨型网格节点偏差几何非线性、材料非线性和杆件初始弯曲几何非线性的影响进行结构稳定性分析。提出了双重条件判断整体失稳的方法，并总结了结构整体失稳时各参数的取值规律。利用弧长法追踪结构的平衡路径并编制了相应的非线性稳定分析程序。对此结构在各非线性因素影响下的承载力变化规律进行了归纳总结。通过与其他结构形式对比，并结合此超大跨结构的特点，对上述规律的原因进行了分析。5、研究了各参数变化对结构受力性能的影响

7、，对凯威特型巨型网格结构进行了关于环（径）向分割份数、矢跨比、桁架高跨比等7个参数共计153个模型的分析计算。总结了结构力学性能随上述参数的变化规律，归纳了各参数的合理取值范围，为该结构的深入研究与工程应用提供一定的参考。关键词：超大跨；凯威特型巨型网格；自动生成；稳定分析；参数分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofthesocietyandconstructionlevel,moreattentionhasbeendrawntosuper-largespans

8、tructuresforithasmoreandmorepromisingapplicationsincityprotectionagainstextremeclimates,residentialareaestablishmentandenergyconservationandemissionreduction.Withincr