单层组合网壳论文-史典鹏

单层组合网壳论文-史典鹏

导读:本文包含了单层组合网壳论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:单层铝合金组合网壳,新型节点,传统板式节点,承插式圆柱体抗剪件

单层组合网壳论文文献综述

史典鹏[1](2017)在《铝合金蜂窝板单层组合网壳新型节点的理论分析及试验研究》一文中研究指出由于铝合金结构具有自重轻、耐腐蚀和易加工等诸多优点,尤其是大跨度的单层铝合金网壳结构,因其具备轻质高强和免维护等特点,备受建筑师和结构工程师的青睐,被广泛应用于各种空间结构领域,而节点是单层网壳结构中最为重要的连接部件,鉴于现有传统铝合金板式节点在节点区域未设置抗剪连接装置,铝合金梁的腹板在节点范围内不连续,致使该类节点仅靠被连接的上下翼缘提供有限的抗剪承载力,因而不能应用于对承载力要求更高的大跨度网壳结构。为此本文有针对性地首次在节点的中心位置,创新性地设计了一种承插式圆柱体抗剪装置,提出一种新型高承载力节点。为探究该新型节点的受力特点、承载能力和破坏机理,本文对新型节点开展了试验研究,结果表明,与传统的板式节点相比,该新型节点具有更高的承载能力,尤其是抗剪能力大幅提高,其整体刚度也有较大提升。主要研究内容和结论如下:(1)设计并精加工了六个铝合金节点试件,通过对新型节点与传统板式节点的对比试验,发现由于新型节点的中心区域设置了承插式圆柱体抗剪装置,显着提高了传统板式节点的抗剪能力和平面外抗弯承载力,增幅平均达50%以上。(2)叁组不同类别的铝合金节点试验研究表明,传统板式节点的破坏模式为:下盖板的块状拉剪破坏或铝合金梁的弯曲破坏。新型节点的破坏模式则主要表现为被连接的铝合金梁的扭转屈曲破坏,仅当节点板的厚度较小时,才会发生下盖板的块状拉剪破坏。试件的荷载-位移曲线表明,与传统节点不同的是,新型节点的上下盖板厚度对其承载力影响不大。(3)新型节点(JD1)的理论承载力明显高于传统板式节点(JD2)增幅约为42.8%。有限元模拟分析得到的新型节点的破坏模式,与第二章节点试验中观察到的试验现象基本吻合。由新型节点(JD1、JD3、JD5)的荷载位移曲线对比可知,按弹塑性有限元分析给出的理论曲线,与节点试验的实测曲线吻合良好,两者的承载力平均误差在8.3%左右。新型节点中增加的抗剪装置与改善了盖板上螺栓受力状态,上盖板中的螺栓应力大于下盖板,但由于不锈钢螺栓的强度远高于铝合金盖板,因此并未发生螺栓的剪切破坏。盖板和铝合金梁的螺栓孔附近由于应力集中而产生了较大应力,其余部分除新型节点上翼缘的受压屈曲外均处于弹性状态。(4)通过对新型节点连接板的厚度及连接螺栓的数量和直径的参数化分析,在满足节点承载力的前提下进行了优化研究。结果表明,尽管节点的承载力随着连接板厚的增加而增大,但在超过梁腹板厚度后的增幅有限,因此建议与梁腹板等厚为宜。(5)在总结现有传统板式节点理论分析的基础上,给出了基于新型节点工作机理的极限承载力建议简化公式,并与本文和相关文献的试验结果进行了对比分析,指出了该理论公式的适用范围及修正建议。(本文来源于《东南大学》期刊2017-06-03)

赵阳建[2](2017)在《新型铝合金蜂窝板单层组合网壳的稳定性试验研究》一文中研究指出空间网格结构的稳定问题一直被认为是该类结构最需要解决的关键问题之一,因此,单层网壳结构的稳定性问题始终成为该领域的研究热点,而单层铝合金组合网壳相比钢网壳结构更加轻而柔,自然对稳定问题更为敏感。但现有文献的研究对象大都针对钢网壳或铝合金网壳结构。为此本文针对由轻质高强的铝合金蜂窝板参与协同工作的新型单层铝合金组合网壳结构的稳定性开展试验研究。结果表明该类结构的受力行为、失稳模态、破坏机理和极限承载力,均有别于一般的单层铝合金网壳。本文的主要研究内容和结论如下:(1)由于蜂窝板的内部构造比较复杂,实际工程中若对蜂窝板按实体建模进行有限元分析的工作量非常庞大。此外,蜂窝芯与面板接触部位的不规则也容易导致刚度矩阵的奇异。为了能对蜂窝板进行高效而可靠的计算分析,就必须对蜂窝板进行合理的简化、等效。本文针对叁明治夹芯板理论、蜂窝板理论和等效板理论叁类等效方法,从静力变形和模态频率两个方面,与按蜂窝板实际构造建模的有限元分析结果进行对比研究,讨论叁类等效方法的优劣,为今后在计算整体模型时蜂窝板的简化分析提供依据。分析结果表明,蜂窝板理论相对精度较高,更适合实际工程中的蜂窝板简化分析。(2)单层铝合金组合网壳结构是一种缺陷敏感型结构,在稳定承载力分析时,必须考虑缺陷的影响。分析表明,单层铝合金组合网壳结构的最低阶屈曲模态并不都能反映结构的几何缺陷分布形式,因此,一致缺陷模态法得到的并不都是结构的最小临界荷载。(3)针对六个单层铝合金组合网壳结构的试验模型,运用基于高斯分布的随机缺陷模态法,对单层铝合金组合网壳结构的缺陷敏感性以及临界荷载,分别进行200个样本的非线性稳定分析。结果表明,运用随机缺陷模态法的计算结果与试验实测结果吻合良好,误差均在10%以内。今后在对大型工程结构分析时,随机缺陷取100个样本基本可满足一般的工程精度要求。(4)试验研究与有限元分析均表明,单层铝合金组合网壳结构由于蜂窝板参与结构共同工作,受力性能得到显着改善,其稳定承载力至少比无板网壳结构提高了 16%,并且对缺陷的敏感程度要比无板铝合金网壳结构小。(5)现行的《网壳结构技术规程》中对初始几何缺陷的限值,主要是针对无板网壳结构的,为定量探究新型单层铝合金组合网壳的缺陷允许极值,本文对19200个单层铝合金组合网壳算例的计算分析后,发现当初始几何缺陷值达到跨度的3/1000左右时其影响才充分体现出来,从偏于安全角度考虑,在对单层铝合金组合网壳结构稳定承载力分析时,建议取缺陷最大值为网壳跨度的3/1000。为今后制定单层铝合金组合网壳结构的技术规程中有关节点安装偏差的限值提供了一定的参考依据。(本文来源于《东南大学》期刊2017-06-02)

龚康明[3](2016)在《铝合金蜂窝板—杆单层组合网壳的稳定性研究》一文中研究指出由于铝合金结构具有自重轻、耐腐蚀和易加工等优点,在结构工程中备受关注,其应用也日益增多。蜂窝板是一种复合夹层结构,其优势在于具有较高的比刚度、比强度和较好的隔振、隔热、耐冲击等性能。本文首次针对由轻质高强的铝合金蜂窝板参与协同工作的新型铝合金单层组合网壳的稳定性进行研究。通过本文大量的算例分析,结果表明该类新型组合网壳的受力行为、失稳模态、破坏机理和极限承载力,均与无板单层铝合金网壳有很大区别。主要研究内容和结论如下:(1)对铝合金蜂窝板与杆件之间的连接件实体模型和等效模型进行有限元模拟分析,发现两者结果相差很小,可近似采用等效板代替蜂窝板对连接件进行简化分析。不同厚度蜂窝板连接模型的荷载-位移曲线及破坏模式基本一致,表明蜂窝板厚度对连接性能的影响很小。可将等效蜂窝板厚度折减14%,以此考虑蜂窝板与铝合金杆件之间连接的不完全协调。(2)对新型铝合金组合网壳的静力分析结果表明,与同跨度的无板单层铝合金网壳相比,杆件的最大应力减小了65%,最大竖向位移下降了85.4%。经济分析结果表明,组合网壳仅铝合金杆件部分节省材料70%,总造价节省16%,经济性能优越。(3)通过对组合网壳进行特征值屈曲分析,结果表明当网格尺寸较大时,组合网壳的屈曲系数反而小于无板单层网壳。但随着网格尺寸的减小,组合网壳的屈曲系数显着大于无板单层网壳,几乎是后者的数倍。对组合网壳的参数化分析结果表明,组合网壳在L/150的极端初始几何缺陷下的稳定承载力系数,仅比完善结构降低19.6%。建议可将初始几何缺陷的控制指标由现行规范的L/300放宽至L/200。与无板单层钢网壳不同的是,组合网壳和无板单层铝合金网壳的极限承载力均随矢跨比的增大而增大。(4)调整支座附近杆件的截面尺寸和蜂窝板厚度,对组合网壳进行特征值屈曲分析,发现当杆件截面不变时,增大蜂窝板厚度对提高组合网壳的特征值十分显着,增幅达3-6倍,表明支座附近蜂窝板的刚度对组合网壳的稳定性影响很大。(5)随着网格密度和加载方式的改变,新型铝合金组合网壳的失稳破坏模式,也逐渐由部分蜂窝板的局部失稳转为结构的整体失稳。分别对无板单层网壳和组合网壳进行几何非线性缺陷稳定分析,发现组合网壳的极限承载力为无板单层网壳的3.52倍,而极限位移仅为无板单层网壳的38.5%,且比特征值屈曲分析的结果下降了73.8%,表明几何非线性对组合网壳的整体稳定性影响很大。对组合网壳进行双重非线性缺陷稳定分析,发现其极限承载力系数仅比几何非线性分析结果下降11.2%,表明铝合金的材料非线性对新型组合网壳的整体稳定性影响很小可以不予考虑。(本文来源于《东南大学》期刊2016-05-31)

徐晨[4](2016)在《铝合金蜂窝板—杆单层组合网壳的动力性能研究》一文中研究指出相比于钢网壳,铝合金网壳具有自重轻、耐腐蚀和易加工等优点,深受建筑师的青睐。但由于其弹性模量相对较低,因此铝合金网壳的强度、刚度和稳定性等有待进一步提高。本文提出将高性能的铝合金蜂窝板与铝合金网壳有机结合,形成一种新型铝合金板杆组合网壳结构,研究其静力性能和地震、风振下的动力性能。首先,研究并验证了蜂窝板等效理论的可行性,试图构建一种八节点矩形夹层壳单元,以更好地模拟蜂窝夹层板。其次,对比研究了板杆组合网壳和同跨度无板网壳的静力性能。再次,研究了组合网壳的自振特性以及矢跨比、蜂窝面板厚度及芯层厚度等参数对自振特性的影响。随后,分别采用反应谱法和时程分析法,研究了组合网壳在地震作用下的响应规律并进行参数化分析。最后,通过模拟得到的脉动风荷载对结构进行风振响应分析,并与结构的静风响应对比,获得了该类结构的风振系数。通过对上述内容的研究,得到以下主要结论:(1)采用基于Hoff理论的“等效板理论”模拟蜂窝夹层板的静动力性能,是可行而可靠的,相比于理论值,自振频率偏大,误差为10%左右,位移偏小,误差为6%左右,计算精度基本满足工程需求。为今后更有效地对大型铝合金蜂窝板组合网壳进行有限元分析和设计,本文提出一种能够模拟蜂窝夹层板的新型八节点矩形夹层壳单元,构建了该单元的位移模式、平衡方程及实施方案。(2)竖向均布荷载作用下,新型铝合金蜂窝板单层组合网壳结构的最大位移,仅为无板铝合金网壳的11.9%,杆件最大内力为无板网壳的39%。可见铝合金板杆组合网壳的强度、刚度和承载力均明显优于同跨度的无板网壳结构。(3)组合网壳顶部的竖向刚度相对较弱,今后建议在设计中应适当加强。在矢跨比为1/3至1/4之间结构的基频存在一极大值。结构的自振频率随着蜂窝面板和芯层厚度的增加而增大。(4)地震作用下的参数化分析结果表明,随着矢跨比的增大,环向杆的应力先减后增,在矢跨比为1/3或1/4处有极小值;最外圈径向杆的应力先减后增,其余径向和斜向杆的应力均逐渐增大;结构顶点的水平位移逐渐减小,而竖向位移先减后增。随着蜂窝面板和芯层厚度的增加,除个别最外圈径向杆外,杆件的应力均逐渐减小,结构顶点的水平和竖向位移也逐渐减小。(5)组合网壳杆件的内力风振系数分布较均匀,约有90%的杆件位于2到3之间;节点的位移风振系数变化也不大,除个别风振系数奇点外,一般在2到5之间。通过对结构总体风振系数的计算,建议该类新型组合网壳结构的风振系数可取3.2左右。(本文来源于《东南大学》期刊2016-05-30)

汤蓉,周敏辉,欧旻韬[5](2015)在《某单层组合网壳的力学性能分析及设计》一文中研究指出某钢屋盖采用单层组合网壳体系,最大跨度为51m,局部悬挑跨度达8m,该组合形式综合了单层网壳与轻钢结构的优点,使两者组合形成协同工作状态,令悬挑端受力及变形得到改善。本文通过对该组合网壳结构模型进行线性静力分析、几何非线性整体稳定性分析,给出了其受力特点,最后对杆件截面选取方式提出建议,使结构用钢量少、受力合理,同时减少杆件种类、便于施工,为优化设计和施工提供了有益的参考。(本文来源于《广东土木与建筑》期刊2015年10期)

陈继云[6](2008)在《单层组合网壳考虑下部结构的减震性能分析》一文中研究指出近叁、四十年人们对建筑物消能、减震能力的提高已经做了巨大努力,并取得了显着的成果,这一成果中最让人们引以关注的是“结构的保护系统”。人们跳出了增强梁、柱、墙刚度提高抗振能力的传统观念,依靠结构动力性能方面的特点和消能减震体系巧妙的避免或减小地震破坏。而屈曲约束支撑(Buckling-Restrained-Brace)就是这样一种消能减震的支撑体系。BRBs是由可屈服芯材、无粘结可膨胀材料、外层套筒叁部分组成,内核钢支撑在拉力和压力作用下可以达到充分屈服,具有很好的延性,滞回曲线稳定饱满,而低屈服点的BRBs在小位移时即能屈服耗能。单层组合网壳是由两个半球壳和一个柱面网壳组合而成的,这种网壳具有较强的实用性。本文对其下部结构的考虑,使研究更接近于实际,更有利于应用。而在地震等动力作用下,对考虑下部结构时单层组合网壳的力学性能以及如何减震等问题的研究在国内外仍处于起步阶段。本文主要进行了以下工作:首先,本文根据网壳的组成和杆件连接规律编程,实现自动化建模,由稳定承载力近似相等的原则对拟分析的网壳进行截面选择和网格划分,对网壳分别进行静、动力分析,掌握结构变形特征、节点位移分布规律等。其次,对单层组合网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振振型下的模态比较,并对结构在El-Centro地震波作用下进行动力响应分析,给出下部结构长细比对结构的影响规律,可知下部结构对结构整体的影响不可忽略。再次,对有下部结构单层组合网壳结构利用屈曲约束支撑的减震方法做了初步研究,提出此种结构的四种支撑布置方式;利用ANSYS有限元软件进行具体的结构分析,对计算结果进行统计和归纳总结,得出节点位移和杆件轴力减震规律及耗能状况,通过对比对减震系统工作性能作出评价,可知合理布置屈曲约束支撑的网壳结构减震效果较好;文中还将不同矢跨比和不同地震波输入时对有屈曲约束支撑单层组合网壳的影响进行了分析。最后,在第叁种屈曲约束支撑布置方式(BRB3)的基础上讨论了下部结构附加支撑对结构的减震影响,得出在下部结构中BRBs的减震效果。本文提出的网壳内屈曲约束支撑布置方式和柱间支撑布置可用于其它形式的单层组合网壳减震分析,对单层组合网壳的相关研究结论可用于工程设计,也为进一步的单层组合网壳减震研究提供参考。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2008-04-28)

王秀丽,陈继云,闫志刚[7](2007)在《考虑下部结构影响的单层组合网壳地震反应分析》一文中研究指出本文先对单层组合网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振模态比较分析,计算表明水平和竖向地震力在结构的地震反应分析中均不可忽略;同时输入了叁向 E1—Centro 地震波对单层组合网壳的弹塑性地震反应进行分析,给出节点位移和杆件力的变化规律;分析结果表明下部结构对单层组合网壳协同工作的具有重要影响。(本文来源于《第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集》期刊2007-07-01)

张树明[8](2003)在《单层双曲扁组合网壳设计》一文中研究指出结合工程实例 ,介绍了双曲扁组合网壳的设计及保证组合网壳正常工作的措施 ,指出该结构受力合理 ,覆盖跨度大 ,具有广阔的发展前景(本文来源于《山西建筑》期刊2003年11期)

刘承宗,赵惠麟,周志勇[9](1998)在《单层组合网壳的双重非线性稳定问题》一文中研究指出推导了梁元和叁角形板壳元(DKT元)在U.L.描述下的双重非线性切线刚度矩阵,对单层组合网壳结构进行了双重非线性稳定荷载位移全过程跟踪分析.通过对增量形式虚功方程作线性化处理来减少计算量,采用施加线性弹簧法处理非正定切线刚度矩阵,用主、从节点考虑梁与板的耦合作用,分析了梁与板节点偏差的影响,并进行了实验对比研究.分析表明本文方法简便可行(本文来源于《东南大学学报》期刊1998年02期)

马军,赵惠麟,赵才其[10](1996)在《单层组合网壳的弹、塑性稳定分析及试验研究》一文中研究指出针对单层组合网壳屈曲过程的几何和材料非线性性态,在T.L.坐标系下采用非线性有限元方法进行稳定跟踪分析,用塑性节点法考虑单元的弹、塑性影响,从而减少了计算量.分析中考虑了主要几何缺陷的影响.若干算例及试验模型结果证明了方法的可靠性及单层组合网壳弹、塑性屈曲的特点(本文来源于《东南大学学报》期刊1996年06期)

单层组合网壳论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

空间网格结构的稳定问题一直被认为是该类结构最需要解决的关键问题之一,因此,单层网壳结构的稳定性问题始终成为该领域的研究热点,而单层铝合金组合网壳相比钢网壳结构更加轻而柔,自然对稳定问题更为敏感。但现有文献的研究对象大都针对钢网壳或铝合金网壳结构。为此本文针对由轻质高强的铝合金蜂窝板参与协同工作的新型单层铝合金组合网壳结构的稳定性开展试验研究。结果表明该类结构的受力行为、失稳模态、破坏机理和极限承载力,均有别于一般的单层铝合金网壳。本文的主要研究内容和结论如下:(1)由于蜂窝板的内部构造比较复杂,实际工程中若对蜂窝板按实体建模进行有限元分析的工作量非常庞大。此外,蜂窝芯与面板接触部位的不规则也容易导致刚度矩阵的奇异。为了能对蜂窝板进行高效而可靠的计算分析,就必须对蜂窝板进行合理的简化、等效。本文针对叁明治夹芯板理论、蜂窝板理论和等效板理论叁类等效方法,从静力变形和模态频率两个方面,与按蜂窝板实际构造建模的有限元分析结果进行对比研究,讨论叁类等效方法的优劣,为今后在计算整体模型时蜂窝板的简化分析提供依据。分析结果表明,蜂窝板理论相对精度较高,更适合实际工程中的蜂窝板简化分析。(2)单层铝合金组合网壳结构是一种缺陷敏感型结构,在稳定承载力分析时,必须考虑缺陷的影响。分析表明,单层铝合金组合网壳结构的最低阶屈曲模态并不都能反映结构的几何缺陷分布形式,因此,一致缺陷模态法得到的并不都是结构的最小临界荷载。(3)针对六个单层铝合金组合网壳结构的试验模型,运用基于高斯分布的随机缺陷模态法,对单层铝合金组合网壳结构的缺陷敏感性以及临界荷载,分别进行200个样本的非线性稳定分析。结果表明,运用随机缺陷模态法的计算结果与试验实测结果吻合良好,误差均在10%以内。今后在对大型工程结构分析时,随机缺陷取100个样本基本可满足一般的工程精度要求。(4)试验研究与有限元分析均表明,单层铝合金组合网壳结构由于蜂窝板参与结构共同工作,受力性能得到显着改善,其稳定承载力至少比无板网壳结构提高了 16%,并且对缺陷的敏感程度要比无板铝合金网壳结构小。(5)现行的《网壳结构技术规程》中对初始几何缺陷的限值,主要是针对无板网壳结构的,为定量探究新型单层铝合金组合网壳的缺陷允许极值,本文对19200个单层铝合金组合网壳算例的计算分析后,发现当初始几何缺陷值达到跨度的3/1000左右时其影响才充分体现出来,从偏于安全角度考虑,在对单层铝合金组合网壳结构稳定承载力分析时,建议取缺陷最大值为网壳跨度的3/1000。为今后制定单层铝合金组合网壳结构的技术规程中有关节点安装偏差的限值提供了一定的参考依据。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

单层组合网壳论文参考文献

[1].史典鹏.铝合金蜂窝板单层组合网壳新型节点的理论分析及试验研究[D].东南大学.2017

[2].赵阳建.新型铝合金蜂窝板单层组合网壳的稳定性试验研究[D].东南大学.2017

[3].龚康明.铝合金蜂窝板—杆单层组合网壳的稳定性研究[D].东南大学.2016

[4].徐晨.铝合金蜂窝板—杆单层组合网壳的动力性能研究[D].东南大学.2016

[5].汤蓉,周敏辉,欧旻韬.某单层组合网壳的力学性能分析及设计[J].广东土木与建筑.2015

[6].陈继云.单层组合网壳考虑下部结构的减震性能分析[D].兰州理工大学.2008

[7].王秀丽,陈继云,闫志刚.考虑下部结构影响的单层组合网壳地震反应分析[C].第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集.2007

[8].张树明.单层双曲扁组合网壳设计[J].山西建筑.2003

[9].刘承宗,赵惠麟,周志勇.单层组合网壳的双重非线性稳定问题[J].东南大学学报.1998

[10].马军,赵惠麟,赵才其.单层组合网壳的弹、塑性稳定分析及试验研究[J].东南大学学报.1996

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