網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的缺陷敏感性分析及其改善.pdf

1、單層網(wǎng)殼是目前空間結(jié)構(gòu)中使用較多的一種結(jié)構(gòu)形式，隨著人們對(duì)建筑功能要求的不斷提高，網(wǎng)殼跨度越來(lái)越大，形式也日趨復(fù)雜，其穩(wěn)定性以及缺陷敏感性問(wèn)題日益突出。目前針對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究主要側(cè)重于傳統(tǒng)單層網(wǎng)殼，對(duì)于空腹桿件網(wǎng)殼、弦支穹頂結(jié)構(gòu)、大網(wǎng)格單層網(wǎng)殼等新型網(wǎng)殼的研究則有待深化。故本文圍繞新型網(wǎng)殼的穩(wěn)定性問(wèn)題以及缺陷敏感性問(wèn)題進(jìn)行了以下幾方面研究： 第一方面，為加深對(duì)單層網(wǎng)殼缺陷敏感性的理解，本文以等截面面積的四種網(wǎng)殼（實(shí)心桿件網(wǎng)殼、

2、圓管桿件網(wǎng)殼、工字型桿件網(wǎng)殼和空腹桿件網(wǎng)殼）為研究對(duì)象，得到單層網(wǎng)殼缺陷敏感性隨著其桿件截面抗彎剛度的提高而降低這一規(guī)律；此外，又對(duì)球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼和鞍形網(wǎng)殼進(jìn)行薄膜力分布和屈曲特征值研究，驗(yàn)證了薄膜壓力和屈曲模態(tài)的耦合為引起單層網(wǎng)殼缺陷敏感性的原因。 第二方面，研究了荷載變異對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響。網(wǎng)殼規(guī)范只規(guī)定了反對(duì)稱(chēng)荷載對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響，但并未對(duì)反對(duì)稱(chēng)荷載降低網(wǎng)殼極限承載力的原因進(jìn)行說(shuō)明，此外規(guī)范也未提及其它荷載

3、作用方式對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響。對(duì)此，本文對(duì)圓柱面網(wǎng)殼、橢圓拋物面網(wǎng)殼和球面網(wǎng)殼施加反對(duì)稱(chēng)荷載，得到網(wǎng)殼極限承載力降低的原因，即網(wǎng)殼的第一階屈曲模態(tài)與反對(duì)稱(chēng)荷載作用形式的一致性；此外，本文對(duì)單層球面網(wǎng)殼施加不同形式荷載，表明網(wǎng)殼頂部壓重對(duì)其極限承載力提高有幫助。 第三方面，針對(duì)網(wǎng)殼缺陷敏感性的抽象性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，本文以一個(gè)彈性拱為例，對(duì)其引入一個(gè)拱頂彈性支撐，用Koiter初始后屈曲理論對(duì)其進(jìn)行求解，得到其缺陷敏感性改善的解析

4、解，以加深對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性改善的理解。 第四方面，目前對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及缺陷敏感性的研究局限于具體工程的特定矢跨比，而不同矢跨比弦支穹頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及缺陷敏感性有很大不同。本文對(duì)矢跨比為1/10、1/15和1/20的弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性對(duì)比分析，提出弦支穹頂結(jié)構(gòu)特征值求解的注意事項(xiàng)，并得到此類(lèi)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性隨著矢跨比降低而減弱的這一規(guī)律。 第五方面，網(wǎng)殼受力性能接近于實(shí)體殼，設(shè)計(jì)人員傾向于選擇較密網(wǎng)格，但稀疏網(wǎng)