周边局部双层球面网壳特征值屈曲分析.pdf

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1、52低温建筑技术2011年第9期(总第159期)周边局部双层球面网壳特征值屈曲分析李峰，马旭(西安建筑科技大学土木工程学院。西安710055)【摘要】通过对满应力设计出周边双层中间单层的球面网壳进行特征值屈曲分析，寻找网壳的薄弱部分；同时，对相同跨度、相同矢高、相同厚度的双层网壳建模，对比二者屈曲模态以及临界荷载系数。为了提高局部双层网壳的临界荷载，调整网壳关键部位的杆件截面以及构造方式，重新进行特征值屈曲分析。【关键词】满应力设计；局部双层网壳；双层网壳；临界荷载系数；用钢量【中图分类号】TU33【文献标识码】B【文章编号】1001

2、—6864(2011)09—0052—02网壳按层数划分可以分为双层网壳和单层网壳；双层2局部双层网壳的特征值屈曲分析网壳杆件主要承受轴力，整体受力性能好，结构的承载力2．1局部双层网壳和双层网壳的特征值屈曲分析高，但是用钢量较大。单层网壳的结构形式简洁、美观、节首先建立50m跨度，矢跨比1／5，单层跨度占总跨度比点少，用钢量少⋯，但是稳定承载力低。本文对联方型局部例为0．539的联方型局部双层网壳模型，双层部分的厚度是双层网壳建模，对其进行特征值屈曲分析并将其和相同条1．25m。用MST2008对模型进行满应力设计，赋予网壳各个件下

3、的双层网壳进行对比；找出满应力设计下局部双层网杆件截面，然后将网壳模型及其杆件和荷载信息一起导入壳模型的薄弱部位，并对其进行改进；同时结合用钢量等因有限元分析软件ANSYS，对满应力设计出的网壳进行特征素对周围双层中间单层的局部双层网壳作出评价。值屈曲分析。满应力设计时所采用的荷载组合为：1．2恒载1网壳的稳定性分析方法+1．4活载+0．8风载；其中恒载为0．2kN／mm，活载为网壳结构的稳定性分析有两种分析方法，一种是线性0．5kN／mm，基本风压为0．35kN／mm。分析方法；一种是非线性分析方法j。线性分析方法是一对于周围双层中

4、间单层的局部双层网壳来说，单双层种理想化的情况，属于结构弹性稳定分析，是第一类失稳问交接处可以采用不同的处理方式。上述局部双层网壳模型题，目的是要求解临界荷载值；在ANSYS中对应的分析类型采用单双层连接构造一，如图1所示。节点1是单层部分边是特征值屈曲分析。这种分析方法会高估其承载力，但是界上的节点，节点2是最内一圈的下弦杆的节点，最内侧一它可以反映出网壳的薄弱部位。圈的腹杆(如节点2和节点3之间的杆件)按梁单元计算。本文对满应力设计出周边双层中间单层的球面网壳进当达到一阶屈曲模态时，荷载系数为10．631，靠近单层行特征值屈曲分析

5、，由于网壳上施加的荷载并非单位荷载，范围靠近边界的位置某一节点处z向位移达到最大，和该节因此对本文中所建模型的线性分析不能得出网壳的临界荷点在同一个圆上的另外一个节点的z向位移达到最小值；第载具体值，只能得出结构在每一个屈曲模态时的荷载系数。二阶、第三阶、第四阶屈曲模态的荷载系数分别是10．631、蚀；锈蚀率大于10％的楼板和锈蚀率大于5％的梁，要进行[2]刘兴远，林文修，等．钢筋锈蚀槽板静载荷试验研究[J]．土木载荷实验，根据实验结果进行加固。工程学报，20o4，4(37)：33—37．(3)锈蚀率明显大于10％的楼板以及锈蚀率明显

6、大[3]黄素清，朱继华，刑锋．锈蚀钢筋混凝土板的承载能力分析干5％的梁，可直接进行载荷实验，判断构件能否满足设计[J]．结构设计与施工技术，2009，(11)：23—25．[4]赵根田，李永和．钢筋锈蚀与混凝土破损后屋面板的变形与裂承载能力极限状态要求，根据实验结果进行加固。缝研究[J]．工业建筑，2004，(34)：54—56．5结语[5]袁迎署，贾福萍，蔡跃．锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模由于结构载荷实验复杂，费时、费力、实验费用高、对结型[J]．土木工程报，2001，6(34)：47—52．构有损伤，而钢筋锈蚀率检测过程简单，

7、操作方便，方法多[6]沈德建，吴胜兴．大气环境下锈蚀钢筋混凝土外伸梁力学性能样，多是无损检测或对构件损伤很小。因此，对上述(1)、试验研究[J]．工业建筑，2008，(38)：88—91．(2)两种情况，可避免不必要的载荷实验，节省检测时间与[7]金伟良，陈驹，等．钢笳锈蚀对钢筋混凝土短梁力学性能的影检测成本，具有很大的经济意义。响[J]．华中科技大学学报，2003，3(20)：l一3[收稿日期]2011—04—22参考文献[作者简介]张超超(1985一)，男，河南汝州人．硕士研究生[1]杜卫兵．长期自然环境下结构巾混凝土与钢筋的力学

8、特性从事防灾减灾工程及防护=[：程研究。[J]．中国港湾建设，2010，4(2)：35—38．李峰等：周边局部双层球面网壳特征值屈曲分析5310．874、10．875。从各阶屈曲模态来看，最大变形发生在单阶屈曲模态相似，