單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計及其穩(wěn)定性分析.pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是近年來在建筑工程中應(yīng)用較多的一種空間結(jié)構(gòu)形式，憑借其優(yōu)美獨特的造型而廣受歡迎。單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，因其使用跨度越來越大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題亦愈加重要。本文采用ANSYS，從實際工程出發(fā)，完成單層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其穩(wěn)定性分析。
　　在單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，分析了7種荷載工況下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、及變形情況。分析表明：支座反力主要受永久荷載和活荷載的控制，風荷載的存在減小了支座反力的大??；桿件除承受軸力外，還承受彎矩；其中

2、軸力以受壓為主且主要分布于徑向桿件，彎矩既有殼面內(nèi)彎矩又有殼面外彎矩，且主要分布于環(huán)向桿件；結(jié)構(gòu)的變形較小，荷載不均勻分布對結(jié)構(gòu)的變形控制更為不利。
　　運用有限元模型，對結(jié)構(gòu)進行整體穩(wěn)定性分析。在線性屈曲分析中，主要分析了初始缺陷、荷載分布對結(jié)構(gòu)屈曲模態(tài)的影響，結(jié)果表明：帶有初始缺陷的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時的整體趨勢與完善結(jié)構(gòu)相似，不同的是結(jié)構(gòu)變形位置發(fā)生變化，前者的最大位移發(fā)生在從支承環(huán)算起的第三環(huán)，后者發(fā)生在第四環(huán)；荷載分布形式不同，結(jié)

3、構(gòu)屈曲模態(tài)不同，其中豎向荷載全跨分布和豎向荷載半跨分布時的屈曲模態(tài)相似，表現(xiàn)為整體豎向屈曲；而荷載反對稱分布時結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)表現(xiàn)為節(jié)點凸起或凹陷的局部屈曲，整個結(jié)構(gòu)呈反對稱失穩(wěn)。非線性屈曲分析中，考慮了初始缺陷、荷載分布及矢跨比對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的影響程度，結(jié)果表明：初始缺陷可降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力，當初始缺陷為l/300（l為結(jié)構(gòu)跨度）時，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力最低，與完善結(jié)構(gòu)相比下降了30％；荷載的半跨分布和反對稱分布使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力下降了