浅析双层柱面组合网壳结构理论分析与试验研究

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1、东北大学博士学位论文双层柱面组合网壳结构理论分析与试验研究姓名：殷志祥申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：刘之洋2002.11.1东北大学博士学位论文摘要双层柱面组合网壳结构理论分析与试验研究摘要组合网架(腹杆、下弦杆为钢构件，上弦为带肋混凝土薄板)结构形式具有刚度人、抗震性能好，承重功能与围护功能合二为一，能充分发挥砼与钢材的材料特性优势，节省钢材资源，降低造价等一系列突出特点，而受到国内、外研究人员的重视，并取得一批研究成果。本文主要针对双层柱面组合网壳结构进行了较系统的理论与实验分析，主要包括结构分析、优化分析及极限荷载分

2、析，为验证计算结果和对这种结构形式的变形性能、受力性能有较全面了解，进行了代空间桁架位移法的理论分析指出了不同分析方法的特点，将等代空间桁架位移法理论应用到双层柱面组合网壳结构分析中。2．对组合结构进行了结构优化理论分析，系统阐述了结构优化理论，提出了对组合结构上弦砼板进行优化的概念及实施方法，推广了杆件优化的范围，对I：程实际有指导意义。3．对组合结构的极限荷载进行理论分析，提出和建立了压缩杆件修正的荷载一一变形数学模型，根据^的不同分段模拟实验曲线，并以此为根据，提出用重复网格法确定杆件极限荷载的方法，并推导其应用公式。在此基础上

3、，用荷载递进法分析组合结构的极限承载力，给出了结构的荷载一一最大挠度曲线。4．文中在计算分析部分，提出了极限荷载与结构优化综合分析方法，在极少调整杆件截面规格情况下，大大提高了结构的极限承载力，同时也提高了结构安全度。计算结果表明了该结构不同构件的变形特点、应力大小和变化规律，显现了该结构的优良性能。5．还开发了相应于组合结构的静力分析、优化分析、极限承载力分析等程序(DCSAP)，DCSAP软件联合应用了v—basic5．0、Fortran、AutoCAD等系统的特长，具有前处理及后处理功能，软件留下了功能接口，便于分析功能增强和范

4、围扩展。6．对双层柱面组合网壳结构进行了试验研究，详述了模型加工和实验全过程，测试了不同加载阶段时的应变及挠度，给出了不同杆件的内力变化规律，并与计算结果进行比较，更加深入直观地研究了组合结构的变形及受力机理，表明了该结构具有刚度好、极限承载力高的特点。同时比较详细地给出了上弦一II．东北大学博士学位论文摘要难点歹胼胡獭躲艄讹舢融帅脚下功黝枷艄关键词：组合结构优魂蹦极限承载力网架硼字应方与嘤变有限元分析程序甥遂破坏轨迹空间桁架轩触力学模型模氇嗽枣结构安全度娜螈籼燃堋构黼铉钓’-111-查!!查兰堡主兰堡笙墨!堕!!!!!Theoret

5、icalAnalysisandExperimentalStudyontheDouble—LayerCylinderCompositeShellStructureAbstractSincethelarge—spancompositestructurehaslotsofeminentmerits，forexample，notonlyithasverygreatrigidityanditsabilitytoresisttheearthquakeisgreat，butalsoitcombinetheload-bearingfunction谢m

6、theguardingfunction，SOthestrengthoftheconcreteandthesteelsCanbemadebestofanditCansavesteelsandreducethecost，eitherthedomesticortheforeignresearchersplacegreatemphasis011itandgetthegreatachievements．Thisarticlemakesthesystematicstructuralanalysis，optimizationanalysisandt

7、hemaxloadinganalysisonthenet-shellstructureofdoublecylindricallayersandmadeastudythroughtheexperiments．Specifieworkofresearchasfollowing：Atthefirst，itismadeasystematictheoreticalanalysisoffinite-elementandequflspacetrussdisplacementmethodandpointedoutthefeaturesofdiffer

8、entanalyticalmethodsandthedeeplystudyofcompositestructuresbaseonthis．Thesecondismadethetheoreticalanalysisofst