本文關鍵詞：溫度變化及初始缺陷對網殼結構的穩(wěn)定性分析

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【摘要】：隨著我國經濟發(fā)展和科學技術的進步，空間結構越來越多地應用于大型體育場館、會展中心、機場機庫、大型娛樂場所等公共建筑，并且跨度不斷增大，結構形式也不斷創(chuàng)新。而空間網殼結構更是以其獨特的結構優(yōu)勢及良好的視覺效果受到人們的青睞。 網殼結構的穩(wěn)定性及極限承載力分析，是網殼結構設計制作的關鍵技術之一。網殼結構作為一種典型的超靜定結構，在正常使用情況下，冬季和夏季考慮室內的采暖、制冷及屋面的保溫隔熱作用后，其內部必然會產生溫度應力，因此溫度變化對網殼穩(wěn)定性的影響不容忽略。另外，作為缺陷敏感性結構，在考慮缺陷對網殼結構的影響分析中，主要集中在節(jié)點安裝偏差對結構的穩(wěn)定性的影響，而沒有考慮桿件的加工、運輸和安裝等造成的桿件初彎曲對結構穩(wěn)定性的影響。許多學者在對該結構進行穩(wěn)定性分析時，只是單獨考慮溫度變化或者初始缺陷對結構穩(wěn)定性能的影響，，而沒有考慮溫度變化和初始缺陷耦合作用對結構穩(wěn)定性及極限承載力的影響，所以目前在網殼設計中考慮溫度變化和初始缺陷耦合作用對結構穩(wěn)定性影響是重點分析的問題。 本文根據網殼結構房屋正常使用工況，結合房屋溫度變化情況，計及室內采暖、制冷及屋面作用的影響，分析與探討了冬季和夏季時結構計算溫度的計算方法。在此基礎上，借助于有限元分析軟件，建立Kiewitt8型結構的分析模型，運用“一致缺陷模態(tài)法”和“修正的一致缺陷模態(tài)法”，分析與探討不同支座條件下，在滿跨均布荷載、滿跨不對稱荷載及半跨不對稱荷載工況作用下，分別計及溫度作用、初始幾何缺陷（安裝偏差和桿件初彎曲）以及他們耦合作用時，網殼結構的受力機理及對結構穩(wěn)定的影響，為網殼結構的合理設計及使用提供理論依據。
【關鍵詞】：網殼結構 計算溫度 桿件初彎曲 安裝偏差 穩(wěn)定性能
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU399
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 溫度作用對結構的影響8-9
• 1.3 空間結構中的溫度效應9-13
• 1.3.1 空間結構發(fā)展及現狀9-11
• 1.3.2 國內外對空間結構溫度作用的研究11-13
• 1.4 本課題的研究目的13-14
• 1.5 本文的主要工作14-15
• 第二章 溫度效應計算15-31
• 2.1 溫度作用15-17
• 2.1.1 溫度內力的特點15
• 2.1.2 溫度作用及溫度場15-17
• 2.2 熱應力的計算17-22
• 2.2.1 溫度應力計算的有限元方法17-20
• 2.2.2 空間桿系有限元溫度應力計算20-21
• 2.2.3 ANSYS 中熱應力的分析方法21-22
• 2.3 正常使用階段日照荷載溫度邊界條件的確定22-30
• 2.3.1 溫度邊界條件的基本假定22
• 2.3.2 邊界條件的確定22-25
• 2.3.3 圍護結構的構造25-26
• 2.3.4 圍護結構的外表面溫度值的計算26-27
• 2.3.5 圍護結構的內表面溫度值的計算27-29
• 2.3.6 圍護結構內表面下網殼結構的溫度差值計算29-30
• 2.4 小結30-31
• 第三章 網殼結構穩(wěn)定性的影響因素31-39
• 3.1 概述31
• 3.2 網殼結構的初始缺陷31-33
• 3.2.1 初始缺陷的分類32
• 3.2.2 初始缺陷的考慮方法32-33
• 3.3 網殼結構穩(wěn)定性的特點33-35
• 3.3.1 穩(wěn)定性的影響因素33-34
• 3.3.2 穩(wěn)定性的特點34-35
• 3.4 網殼結構穩(wěn)定性分析方法35-38
• 3.4.1 特征值（線性）屈曲分析35-36
• 3.4.2 幾何非線性全過程分析36-38
• 3.5 小結38-39
• 第四章 單層網殼結構的穩(wěn)定性分析39-76
• 4.1 建立有限元模型39-43
• 4.1.1 單層球面網殼的網格形式39-40
• 4.1.2 單層球面網殼的跨度、矢跨比及桿件截面尺寸40
• 4.1.3 單層球面網殼的材料參數及支撐條件40-41
• 4.1.4 荷載工況的選擇41-43
• 4.2 網殼結構的特征性屈曲分析43-45
• 4.3 溫差變化對理想網殼的非線性屈曲分析45-58
• 4.3.1 網殼在滿跨均布荷載下的穩(wěn)定性分析46-51
• 4.3.2 網殼在不對稱荷載下的穩(wěn)定性分析51-56
• 4.3.3 網殼在不同溫差值作用下的穩(wěn)定性分析56-58
• 4.4 初始幾何缺陷對網殼的非線性屈曲分析58-68
• 4.4.1 桿件初彎曲對考慮節(jié)點偏差網殼的影響58-61
• 4.4.2 網殼在滿跨均布荷載下的穩(wěn)定性分析61-65
• 4.4.3 網殼在不對稱荷載下的穩(wěn)定性分析65-68
• 4.5 溫度變化和初始缺陷耦合時網殼的非線性屈曲分析68-73
• 4.6 網殼結構的應力變化分析73-75
• 4.7 小結75-76
• 結論與展望76-78
• 結論76
• 不足與展望76-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀碩士學位期間完成的研究成果81-82
• 致謝82

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數據庫 前5條

1 李苗凡;800米超大跨雙層網殼結構穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

2 朱振宇;大跨空間結構地震整體損傷與倒塌安全儲備[D];大連理工大學;2015年

3 劉歡;單層球面網殼非均勻荷載作用下的動力穩(wěn)定性研究[D];長安大學;2015年

4 郝志勇;超長大跨網殼結構溫度應力分析[D];河北工程大學;2015年

5 周靜菲;凱威特球面巨型網格結構的溫度效應分析[D];西安建筑科技大學;2015年

本文編號：1046359