本文選題：索網(wǎng)結構 + 找形分析�。� 參考：《湖北工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：空間結構在我國建筑的應用中越來越多,且結構形式也逐漸多樣化,跨度越來越大,不少研究人員提出各種方法對空間結構進行實驗研究和模擬分析,這些研究都很好的促進了空間結構的發(fā)展。根據(jù)剛度差異將空間結構分為柔性空間結構和剛性空間結構,分別對空間結構中具有代表性的索網(wǎng)結構和網(wǎng)殼結構進行有限元分析。其中索網(wǎng)結構是典型的柔性空間張拉結構,這種結構幾何形狀不確定,需要施加預應力之后才會形成初始的幾何狀態(tài),才能承受外載荷的作用,索網(wǎng)結構形狀的確定成為對索網(wǎng)結構進行分析時關鍵的一步。而網(wǎng)殼結構是剛性的空間網(wǎng)格結構,與傳統(tǒng)的結構相同的是它有固定的幾何形狀,但它比傳統(tǒng)結構跨度更大,受力更合理。當網(wǎng)殼結構跨度越來越大,所用材料越來越輕質(zhì)時,穩(wěn)定性問題成為網(wǎng)殼結構,尤其是單層球面網(wǎng)殼最重要的問題。本文主要的研究內(nèi)容分為兩個部分,分別是以FAST天文望遠鏡主索網(wǎng)結構為實例進行的找形分析和以凱威特K8型單層球面網(wǎng)殼結構為實例進行的非線性穩(wěn)定性分析。以下從三個方面闡述本文的研究內(nèi)容:(1)基于大型通用有限元軟件,運用APDL參數(shù)化設計語言編輯FAST主索網(wǎng)結構的建模程序,并構建FAST主索網(wǎng)結構的計算模型。(2)選擇逆迭代法對索網(wǎng)結構進行初始形態(tài)的分析,并對結構不均勻的內(nèi)力分布利用“等拉力替換法”做截面的優(yōu)化。(3)運用有限元分析軟件,對凱威特K8型單層球面網(wǎng)殼結構進行了非線性穩(wěn)定性分析,其中對比考慮初始缺陷與不考慮初始缺陷狀態(tài)下的狀態(tài),得出網(wǎng)殼結構的荷載-位移曲線,通過對曲線的分析來說明初始缺陷對網(wǎng)殼結構穩(wěn)定性的影響。論文對迭代法進行了探討并將其應用于索網(wǎng)結構的初始形態(tài)分析中,找力的結果表明,逆迭代法是可以應用于大跨度索網(wǎng)結構初始形態(tài)分析中去的。而通過對比考慮初始缺陷和不考慮初始缺陷情況下的非線性穩(wěn)定極限荷載系數(shù),同時對比了不同初始缺陷下的荷載系數(shù),得出初始缺陷值越大時,結構的穩(wěn)定性越差的結論,對于大跨度網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定性設計有一定的理論參考作用。
[Abstract]:The application of spatial structure in Chinese architecture is more and more, and the form of structure is becoming more and more diversified, and the span is becoming larger and larger. Many researchers put forward various methods to carry on the experimental research and simulation analysis to the spatial structure. These studies have promoted the development of spatial structure. According to the stiffness difference, the spatial structure is divided into flexible spatial structure and rigid spatial structure. The representative cable-reticulated structure and latticed shell structure in spatial structure are analyzed by finite element method, respectively. The cable net structure is a typical flexible space tensioning structure. The geometric shape of the structure is uncertain, and the initial geometric state can only be formed after the application of prestress, so that the cable net structure can bear the effect of external load. The determination of the shape of cable-net structure is a key step in the analysis of cable-net structure. The reticulated shell structure is a rigid spatial grid structure, which has a fixed geometric shape, but it has a larger span and a more reasonable force than the traditional structure. When the span of latticed shell is increasing and the material used is becoming lighter and lighter, the stability problem becomes the most important problem for reticulated shell structure, especially for single-layer spherical reticulated shell. The main research contents of this paper are divided into two parts, one is the shape finding analysis based on the main cable net structure of the FAST telescope and the other is the nonlinear stability analysis of the Kwett K8 single-layer spherical reticulated shell structure as an example. Following are three aspects of the research content of this paper: (1) based on the large-scale general finite element software, using APDL parametric design language to edit the modeling program of FAST main cable network structure. The calculation model of FAST main cable net structure is constructed. (2) the inverse iteration method is chosen to analyze the initial shape of cable net structure, and the uneven internal force distribution is optimized by "equal tension replacement method" by using finite element analysis software. In this paper, the nonlinear stability analysis of K8 single-layer spherical reticulated shell structure is carried out. The load-displacement curve of the latticed shell structure is obtained by comparing the initial defects with those without initial defects. The influence of initial defects on the stability of latticed shell structures is illustrated by the analysis of the curves. This paper discusses the iterative method and applies it to the initial shape analysis of cable-net structures. The results of force finding show that the inverse iterative method can be applied to the initial morphological analysis of long-span cable-net structures. By comparing the nonlinear stability limit load coefficients with and without initial defects and comparing the load coefficients with different initial defects, it is concluded that the greater the initial defect value is, the worse the stability of the structure is. It can be used as a theoretical reference for the stability design of long span latticed shell structures.
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU399

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