空间桁架拱支单层椭球面网壳结构设计与分析_陈志华.pdf

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1、第44卷第10期建筑结构Vol.44No.102014年5月下BuildingStructureMay2014*空间桁架拱支单层椭球面网壳结构设计与分析1,21313陈志华,陈滨滨,闫翔宇,刘红波,于敬海(1天津大学建筑工程学院,天津300072;2滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津300072;3天津大学建筑设计研究院,天津300073)[摘要]天津米立方建筑造型为椭球面,根据建筑造型提出型钢拱、双层网壳、拱支单层网壳三种结构体系方案并进行了初步的对比分析,综合考虑各方面因素后最终选用

2、拱支单层网壳结构体系。建立结构ANSYS有限元模型,对结构在各种荷载组合下进行了静力分析、自振特性分析以及振型分解反应谱分析,得到了结构的受力、变形、振型以及抗震性能的特性。对不考虑檩条作用以及考虑檩条作用的结构分别进行了双重非线性稳定分析,结果表明,不考虑檩条时双重非线性稳定分析的稳定系数大于2,结构中檩条使得结构的整体稳定性提高了1/3。[关键词]椭球面;拱支单层网壳;自振特性;谱分析;整体稳定;双重非线性中图分类号:TU393.3文献标识码:A文章编号:1002-848X(2014)10-0

3、051-05Structuraldesignandanalysisofanellipsoidalsingle-layerreticulatedshellsupportedbyspatialarchtrusses1,21313ChenZhihua,ChenBinbin,YanXiangyu,LiuHongbo,YuJinghai(1SchoolofCivilEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2KeyLaboratoryofCoasta

4、lCivilEngineeringStructureandSafety,MinistryofEducation,Tianjin300072,China;3TianjinUniversityResearchInstituteofArchitecturalDesign,Tianjin300073,China)Abstract:AnellipsoidalroofisadoptedasthearchitecturaldesignofTianjinRiceGrainCube.Threedifferentst

5、ructuralsystemschemeswereputforwardaccordingtothearchitecturaldesignandcompared,includingsectionsteelarches,double-layerreticulatedshellandarch-supportedsingle-layerreticulatedshell.Thearch-supportedsingle-layerreticulatedshellsystemwasadoptedconsider

6、ingallthefactors.TheANSYSfiniteelementmodelofthestructurewasestablished.Staticanalysiswasconductedunderallkindsofloadcombinations,aswellasthenaturalvibrationcharacteristicanalysisandtheresponsespectrumanalysis.Stresscharacteristics,deformation,vibrati

7、onmodesandseismicperformancecharacteristicswereobtained.Dualnonlinearanalysesofthestructurewithpurlinsandwithoutpurlinswerecarriedoutrespectively,andtheresultsshowthatthestabilityfactorofthestructurewithoutpurlinsisgreaterthan2andpurlinsimprovestructu

8、reoverallstabilityby1/3.Keywords:ellipsoidalroof;arch-supportedsingle-layerreticulatedshell;naturalvibrationcharacteristic;responsespectrumanalysis;overallstability;dualnonlinear1工程概况天津水世界工程位于天津市津南区小站镇,其外观犹如一粒稻米,故又称米立方。总建筑面积约22为43000m,水面面积约为15

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