廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)、料場(chǎng)等場(chǎng)所的雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),因空間性、安全性等方面優(yōu)異的特點(diǎn)被廣受關(guān)注,是一種具有廣闊發(fā)展前景的空間結(jié)構(gòu)形式。本文擬通過(guò)對(duì)包含下部邊緣約束條件的料場(chǎng)封閉柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的體系及設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行研究,該研究將豐富和完善現(xiàn)有柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考。本文通過(guò)研究支座位置及約束形式、網(wǎng)殼抽空、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系三種優(yōu)化方案對(duì)封閉料場(chǎng)柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、經(jīng)濟(jì)性能影響,主要做了以下四方面工作:(1)通過(guò)利用鋼結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件3D3S,建立多種支座間隔布置方案,根據(jù)結(jié)構(gòu)性能分析,結(jié)合已建成網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支座間隔距離,為后續(xù)研究確定基本模型。研究表明,雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度方向、跨度山墻方向支座間隔2網(wǎng)格布置,其支座數(shù)量、支座反力減少明顯。(2)在現(xiàn)有水平滑動(dòng)支座的基礎(chǔ)上提出了新型豎向滑動(dòng)支座,以釋放多個(gè)支座不同方向約束、改變支座位置作為優(yōu)化變量,在結(jié)構(gòu)用鋼量及節(jié)點(diǎn)位移相近的情況下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析,得到最優(yōu)的支座位置及約束形式。研究結(jié)果表明,沿長(zhǎng)度方向近山墻端從第二至第三網(wǎng)格開(kāi)始設(shè)置豎向滑動(dòng)支座,其X方向、Y方向、Z方向壓力較未進(jìn)行支座優(yōu)化模型的最大支反力可減小約30%,Z方向拉力可減小60%左右。(3)在現(xiàn)有的網(wǎng)殼抽空形式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究適合柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化抽空形式,以多方向連續(xù)抽空網(wǎng)格數(shù)量為優(yōu)化變量,分析結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、經(jīng)濟(jì)性能。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)沿跨度方向連續(xù)抽空四角錐錐棱和下弦桿僅保留少數(shù)間隔四角錐的方案減小用鋼量效果較明顯,并以此抽空方案為基礎(chǔ),結(jié)合優(yōu)化支座位置及約束形式,在模型沿長(zhǎng)度方向近山墻端從第二至第三網(wǎng)格開(kāi)始設(shè)置豎向滑動(dòng)支座,可有效減小支座反力及結(jié)構(gòu)用鋼量。(4)在現(xiàn)有雙檁網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系和無(wú)檁網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上提出了將跨度方向的上弦桿由圓管替換為矩形管的單檁螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系,并通過(guò)雙檁、單檁網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系對(duì)比,在節(jié)點(diǎn)位移相近的的情況下確定對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析。通過(guò)優(yōu)化分析得知,新型單檁網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系較雙檁網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系,其網(wǎng)格結(jié)構(gòu)總用鋼量及最大支反力可減小5%~10%左右。
【學(xué)位單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：TU399
【部分圖文】：

單跨封閉料場(chǎng)

圖1.2雙聯(lián)跨及三聯(lián)跨封閉料場(chǎng)

-8-mm、φ140x10mm、φ159x10mm、φ159x12mm、φ180x12mm、φ180x14mm、φ219x14mm、φ245x14mm，材料除特殊注明外均采用Q345B。結(jié)構(gòu)如圖2-2、圖2-3所示。圖2-2基本模型1雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)三維軸測(cè)圖2-3基本模型1雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)立面圖模型1-1基于模型1建立，沿長(zhǎng)度方向每間隔1個(gè)網(wǎng)格設(shè)置一個(gè)鉸支座；在山墻沿跨度方向每間隔1個(gè)網(wǎng)格設(shè)置一個(gè)鉸支座。如圖2-4所示，其中左側(cè)圖為模型三維軸測(cè)圖，右側(cè)為支座局部示意圖；下同。圖2-4模型1-1
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2861622