肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)靜力性能及動力特性分析.pdf

1、巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是由一級大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和二級小網(wǎng)格結(jié)構(gòu)組成的具有雙重結(jié)構(gòu)體系的新型空間結(jié)構(gòu)。巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)由立體桁架交叉形成的球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與撐桿和張拉索構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu)體系。巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)在理論上受力性能好,材料利用率高,能夠跨越超大空間,具有廣闊的發(fā)展前景。
　　本文以肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)為研究對象,分析肋環(huán)型球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形體構(gòu)成,確定其幾何形體控制參數(shù)。利用通用有限元軟件 ANSYS建立結(jié)構(gòu)有限元計算模型,并

2、驗證建模分析方法的正確性。
　　采用考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的有限單元法,分析肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)的基本靜力性能,總結(jié)結(jié)構(gòu)主要受力桿件內(nèi)力分布規(guī)律,分析巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)對上部球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)靜力性能的改善作用,并考察改變幾何形體參數(shù)及支承方式對結(jié)構(gòu)基本靜力性能的影響。
　　采用考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的荷載—位移全過程分析方法,分析肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定性能。采用牛頓—拉夫遜迭代法和弧長法相結(jié)合的策略對結(jié)構(gòu)進行全

3、過程平衡路徑跟蹤,得到荷載—位移全過程曲線,確定結(jié)構(gòu)的彈性極限承載力,并與對應(yīng)的球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)彈性極限承載力進行對比分析。重點考察了矢跨比、立體桁架高度、張拉索夾角及布索方式等參數(shù)對其彈性極限承載力的影響。通過分析判斷肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)對初始幾何缺陷及不對稱荷載作用均有一定的敏感性。
　　對肋環(huán)型巨型網(wǎng)格弦支穹頂結(jié)構(gòu)進行動力特性分析,采用分塊的蘭克索斯法求解結(jié)構(gòu)自由振動的各階振型及頻率,總結(jié)結(jié)構(gòu)的自振特點,并確定影響結(jié)構(gòu)