考虑半刚性节点的网壳结构性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文考虑半刚性节点的网壳结构性能研究姓名：李利民申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：袁行飞20120309浙江大学硕士学位论文摘要网壳结构分析时，常将单层网壳节点假定为完全刚接，将双层网壳节点假定为完全铰接。但实际上，节点既不是完全刚接也不是完全铰接，而是介于两者之间的半刚性节点。节点半刚性对网壳的性能将有一定的影响，本文以此为选题展开了相关研究，论文主要研究内容如下：首先，本文简要介绍了网壳结构的发展和应用情况，对半刚性节点的研究现状进行了简单的概述，总结了国内外在半刚性节点研究方面的成果；较深

2、入的论述了半刚性节点的基本理论，对半刚性连接的研究方法与数学模型进行了归纳总结；其次，在网壳结构连续化分析方法．拟壳法的基础上，引入节点半刚性，推导了考虑节点刚度的拟壳法公式，得到了引入节点半刚性的修正拟壳法，并通过典型算例分析和对比，验证了此方法的有效性。再次，本文研究了半刚性节点对网壳结构动力性能的影响，分别以凯威特型单层球面网壳和单层柱面网壳为研究对象，通过采取ANSYS中的Matrix27弹簧单元模拟节点刚度，研究了不同节点刚度时网壳的自振特性及地震响应的变化，得到了半刚性节点对网壳动力性能的影响规律．此外，本

3、文通过数值分析，模拟了焊接空心球节点在高温下轴向刚度和弯曲刚度的退化，并且通过最小二乘法拟合得到了高温下该节点的刚度退化公式，为网壳结构抗火设计提供了依据。最后本文对上述研究工作进行了总结，并进一步指出了研究中需要继续深入的问题，明确了今后的研究方向。关键词：网壳结构；半刚性节点；修正拟壳法；动力性能；高温；刚度退化lI浙江大学硕士学位论文AbstractInthedesignofreticulatedshellstructures，almosttheconnectionisregardedaseitherrigidj

4、ointorhingejoint．Butactually,thejointindeedhascertainstiffness，whichisbetweenhingeandrigid，andit’Ssemi-rigid．Thesemi-rigidjointwillinfluencetheperformanceofreticulatedshellstructures．Baseonit，thispaperincludessomeresearchontheeffectofsemi-rigidjointinthereticula

5、tedshellstructures．Firstofall，theresearchstatusofsemi—rigidjointisintroduced，includingthesemi-rigidjointofsteelstructureandreticulatedshellstructure．Alsotheclassificationandmodelofsemi-rigidjointisintroduced．Thentheproblemandtrendofsemi-rigidjointispresented．Sec

6、ondly,theimitativeshellmethodwithsemi-rigidjointconsideredisanalyzed．Intheimitativeshellmethod，thejointisregardedasrigid，however,inthispaper,thesemi-rigidisconsidered，andbaseonit，thenewimitativeshellmethodisdeduced．Throughthecomputationalexample，thenewmethodispr

7、ovedfightcomparingtothefiniteelementmethod．Thirdly,theeffectofsemi—rigidjointonthedynamicperformanceofreticulatedshellisanalyzed．UsingMatrix27elementinsteadoftherealjointstiffnessandtakingtheKaweittandCylinderreticulatedshellforexamples，theeffectofjointstiffness

8、onthenaturalvibrationpropertiesandseismicresponseofreticulatedshellisstudied．Then，thedegenerationofjointstiffnessunderthehightemperatureisresearched．Underthehightempe