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上海东方明珠国际会议中心单层球网壳整体模型试验研究 被引量:16
1
作者 赵宪忠 沈祖炎 +2 位作者 陈以一 陈扬骥 张晔江 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期16-22,共7页
本文介绍了上海东方明珠国际会议中心50m直径单层球网壳结构在竖向荷载及模拟风载作用下的1∶10缩尺模型试验。试验结果表明 ,在设计荷载作用下 ,结构反应基本为线性行为 ;
关键词 单层球网壳 肋环型 整体模型 缩尺试验
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单层球壳模型结构振动台试验研究 被引量:20
2
作者 叶继红 潘锐 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期81-90,共10页
通过对单层球壳结构模型的振动台试验,分析了结构在地震作用下的破坏模式。为使模型呈现不同的倒塌模式,设计了3个缩尺比为1/10的试验模型:模型1与模型3以期发生承载力破坏倒塌模式;模型2设置6个薄弱区,以期发生动力失稳。采用多次加载... 通过对单层球壳结构模型的振动台试验,分析了结构在地震作用下的破坏模式。为使模型呈现不同的倒塌模式,设计了3个缩尺比为1/10的试验模型:模型1与模型3以期发生承载力破坏倒塌模式;模型2设置6个薄弱区,以期发生动力失稳。采用多次加载方案,水平向输入地震波,逐级提高峰值加速度,完成振动台试验。采用基线调整法对原始试验数据进行校正;采用有限元软件ANSYS中的大质量法对试验模型进行考虑双非线性的多点输入时程分析,获得结构动力响应;采用自编程序对模型结构进行有限元塑性分析。结果表明:试验模型的倒塌模式与试验预期结果吻合良好,验证了振动台试验的完备性;有限元分析结果与实测结果吻合较好,验证了数值计算方法的正确性。 展开更多
关键词 单层球壳 振动台试验 多点输入时程分析 倒塌模式
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单层球面网壳基于节点构形度的刚度均匀性判定准则 被引量:9
3
作者 刘文政 罗永峰 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期38-45,共8页
为研究单层网壳结构的失效机理,以3个单层球壳缩尺模型为例,通过对节点构形度进行分析研究提出,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))可作为衡量单层球壳结构整体刚度均匀性的判定参数。通过与试验结果对比可知,节点构形度的对数标准差ST(lg... 为研究单层网壳结构的失效机理,以3个单层球壳缩尺模型为例,通过对节点构形度进行分析研究提出,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))可作为衡量单层球壳结构整体刚度均匀性的判定参数。通过与试验结果对比可知,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))与结构的倒塌破坏特征及极限状态时输入的峰值加速度密切相关。对跨度为40 m,矢跨比分别为1/3、1/5、1/7的4种杆件截面的凯威特K6型单层球壳结构进行了参数分析(包括节点构形度分析、静力稳定分析和地震作用下的动力时程分析)。研究结果表明,K6型单层球壳结构在杆件质量相近的条件下,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))越小,结构的稳定承载力和极限状态时输入的峰值加速度越高,且地震作用下结构的延性越好,强度破坏特征越明显。通过统计分析建立了适用于跨度为40 m的K6型单层球壳结构刚度均匀性判定准则,即当节点构形度的对数标准差ST(lg(q))不大于0.4时,结构整体刚度均匀,相应的结构稳定承载能力和极限状态时输入的APG相对较高,且地震作用下的延性较大。 展开更多
关键词 单层球面网壳 节点构形度 对数标准差 刚度均匀性准则 稳定性
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杭州国际博览中心单层球面网壳分块吊装分析 被引量:8
4
作者 徐义明 王化杰 +4 位作者 钱宏亮 刘世豪 张甫平 项兴元 徐艳红 《施工技术》 CAS 北大核心 2014年第14期107-109,144,共4页
对杭州国际博览中心超半球单层球面网壳结构施工方案进行比选,对其"分条分块安装"方案下吊装单元在吊装过程中的状态进行了模拟分析,根据吊装平衡状态下吊点与单元重心在竖直方向上重合原则建立了结构吊装分析模型,给出了结... 对杭州国际博览中心超半球单层球面网壳结构施工方案进行比选,对其"分条分块安装"方案下吊装单元在吊装过程中的状态进行了模拟分析,根据吊装平衡状态下吊点与单元重心在竖直方向上重合原则建立了结构吊装分析模型,给出了结构吊装分析的静力计算方法,对其标准吊装单元进行了不同吊装方案的比选分析,得到了不同吊装方案下吊装单元的力学响应情况,分析表明各吊装方案下,结构的应力及变形情况均能满足吊装安全的要求,所制定的吊装方案可行,为球壳结构的安全施工提供了理论依据。 展开更多
关键词 钢结构 屋面 单层球面网壳 吊装 数值模拟
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基于响应面法的单层球壳简谐荷载下的破坏形式判别 被引量:6
5
作者 包伟 叶继红 沈世钊 《建筑科学与工程学报》 CAS 2007年第1期7-11,16,共6页
为了减小单层球面网壳在简谐荷载作用下的破坏形式判别中的计算量,避免反复试算,节约后处理时间,提出了利用响应面法计算结构可靠指标从而判别失效类型的方法:利用响应面法计算单层球面网壳在简谐荷载下基于位移失效模式的可靠指标;建... 为了减小单层球面网壳在简谐荷载作用下的破坏形式判别中的计算量,避免反复试算,节约后处理时间,提出了利用响应面法计算结构可靠指标从而判别失效类型的方法:利用响应面法计算单层球面网壳在简谐荷载下基于位移失效模式的可靠指标;建立可靠指标和破坏形式之间的明确对应关系;获得判别单层球面网壳破坏形式的量化指标。研究表明,该方法能够准确地判别出结果,并具有高效率和实用性。 展开更多
关键词 单层球壳 响应面法 破坏形式 简谐荷载 可靠指标
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三维隔震单层球面网壳结构频率相关变阻尼半主动控制 被引量:4
6
作者 石运东 韦鑫 +1 位作者 丁阳 王涛 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第1期143-153,共11页
在不同频率特征的地震动作用下,三维隔震单层球面网壳结构隔震层最优阻尼设计不同。文中基于单自由度体系加速度传递率函数,提出一种地震动主频相关的加速度阈值变阻尼半主动控制方法以及地震动主频分区识别方法。基于ABAQUS软件的DLOA... 在不同频率特征的地震动作用下,三维隔震单层球面网壳结构隔震层最优阻尼设计不同。文中基于单自由度体系加速度传递率函数,提出一种地震动主频相关的加速度阈值变阻尼半主动控制方法以及地震动主频分区识别方法。基于ABAQUS软件的DLOAD子程序,开展了三维隔震单层球面网壳被动控制与半主动控制有限元计算,对节点加速度、杆件轴力进行了分析。结果表明,DLOAD子程序模拟方法可实现大型工程结构的复杂半主动控制有限元模拟。频率相关加速度阈值变阻尼半主动控制方法可对地震动频率特征快速检测,控制最优阻尼缓慢变化,避免由于阻尼切换造成的结构动力响应的突增现象,对节点加速度以及杆件轴力的控制效果均接近理想最优被动控制。 展开更多
关键词 三维隔震 单层球面网壳 地震动主频 半主动控制 最优被动控制
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单层球面网壳结构稳定性的双重非线性分析 被引量:5
7
作者 聂义田 李亚敏 王丽 《结构工程师》 北大核心 2013年第4期57-62,共6页
在单层球面网壳结构稳定性研究方面,同时考虑材料非线性和几何非线性的研究领域,很少有人涉足。首先给出了ANSYS模型参数分析方案,再利用ANSYS,考虑了几何非线性和材料非线性两个方面,分析了影响单层球面网壳结构稳定性的三个因素,即球... 在单层球面网壳结构稳定性研究方面,同时考虑材料非线性和几何非线性的研究领域,很少有人涉足。首先给出了ANSYS模型参数分析方案,再利用ANSYS,考虑了几何非线性和材料非线性两个方面,分析了影响单层球面网壳结构稳定性的三个因素,即球面矢跨比与分割频数、分割扇形面数。并通过38例单层球面网壳结构的分析数据的回归拟合,得到理想的周边铰接的K6-6型单层球面网壳结构的临界荷载的计算公式,通过算例验证了本文公式的有效性。 展开更多
关键词 单层球面网壳 双重非线性 临界荷载 几何非线性 材料非线性
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基于节点构形度均衡化的单层网壳结构优化设计研究 被引量:4
8
作者 朱南海 李杰明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期113-120,132,共9页
为实现网壳结构节点连接能力的均衡分布,改善结构性能,提升其极限承载力。基于构形易损性理论建立了衡量结构节点构形度差异性的评价指标,用以评价结构节点连接性能的差异性。在此基础上,将构件截面尺寸作为优化变量,以节点构形度差异... 为实现网壳结构节点连接能力的均衡分布,改善结构性能,提升其极限承载力。基于构形易损性理论建立了衡量结构节点构形度差异性的评价指标,用以评价结构节点连接性能的差异性。在此基础上,将构件截面尺寸作为优化变量,以节点构形度差异系数最小化为优化目标,并考虑结构位移、构件长细比、强度及稳定性等约束条件,采用粒子群算法优化结构构件的截面尺寸。结果表明,节点构形度差异系数能准确反映网壳节点连接性能的差异性,通过粒子群算法优化结构构件的截面尺寸,可实现结构节点连接性能的均衡分布,改善结构在地震作用下的倒塌模式,有效提升了结构的整体性能。 展开更多
关键词 单层网壳结构 节点构形度 粒子群优化算法 结构破坏模式 极限承载力
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荷载非对称分布下单层球壳的动力倒塌振动台试验研究 被引量:4
9
作者 王秀丽 吴长 +1 位作者 马肖彤 梁亚雄 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期91-98,共8页
为验证荷载非对称分布下网壳结构的动力倒塌机理,对一个单层球面网壳缩尺模型进行了振动台试验。选用三条地震波对网壳结构的动力特性、弹塑性阶段的动力响应(位移、加速度和应变等)、倒塌阶段的破坏过程进行了研究。通过ANSYS/LS-DYNA... 为验证荷载非对称分布下网壳结构的动力倒塌机理,对一个单层球面网壳缩尺模型进行了振动台试验。选用三条地震波对网壳结构的动力特性、弹塑性阶段的动力响应(位移、加速度和应变等)、倒塌阶段的破坏过程进行了研究。通过ANSYS/LS-DYNA,以显式动力分析方法为基础,模拟了荷载不对称分布下网壳结构的倒塌全过程,并进行了倒塌机理的分析。结果表明,当网壳受半跨荷载时,形成塌陷区域的节点位于荷载作用区内,中部主肋屈曲产生了较大的动力效应并导致结构荷载作用区内局部塌陷形成、扩大使结构最终倒塌。有限元分析结果与实测结果吻合较好,验证了数值计算方法的正确性。 展开更多
关键词 单层球壳 非对称分布 动力倒塌 振动台实验 倒塌机理
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单层球面网壳节点刚性反应的内力分析研究 被引量:2
10
作者 徐菁 杨松森 +1 位作者 郑少瑛 周东明 《空间结构》 CSCD 北大核心 2005年第3期51-53,共3页
节点刚度是影响单层球面网壳内力的重要因素之一.本文提出了'变刚度'的内力分析方法.基于梁单元有限元法,各杆件单元的刚度通过引入一个介于0~1之间的无量纲因子来考虑,当该系数取不同数值时,模型将分别退化为理想铰接和完全... 节点刚度是影响单层球面网壳内力的重要因素之一.本文提出了'变刚度'的内力分析方法.基于梁单元有限元法,各杆件单元的刚度通过引入一个介于0~1之间的无量纲因子来考虑,当该系数取不同数值时,模型将分别退化为理想铰接和完全刚性连接的结构,并可方便分析具有任意刚度连接的网壳结构的内力.通过分析节点刚度、结构矢高、荷载对杆件内力的影响,得出了一些有意义的结论. 展开更多
关键词 单层球面网壳 有限元 节点刚度 内力分析
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单层球面网壳的粘弹性阻尼器减震控制参数分析 被引量:3
11
作者 李媛萍 张卫 王仕统 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期263-267,272,共6页
通过数值计算方法,分析了粘弹性阻尼器的特征参数对减震效果的影响规律.考虑阻尼器的等效刚度系数不变而等效阻尼系数改变和等效阻尼系数不变而等效刚度系数改变两种情形,并分别选取加速度峰值为70gal和400 gal的El-Centro波、Taft波和... 通过数值计算方法,分析了粘弹性阻尼器的特征参数对减震效果的影响规律.考虑阻尼器的等效刚度系数不变而等效阻尼系数改变和等效阻尼系数不变而等效刚度系数改变两种情形,并分别选取加速度峰值为70gal和400 gal的El-Centro波、Taft波和天津波作用于无控和受控单层球壳,利用ANSYS进行非线性动力时程分析,得到球壳受控前后的最大节点位移、杆件的最大轴力、最大支座反力以及不同阻尼器参数情形下的减震系数.结果表明:阻尼器参数决定减震效果的好坏;不同地震波作用下的减震规律有所不同;罕遇地震作用下减震效果更明显. 展开更多
关键词 单层球面网壳 粘弹性阻尼器 减震控制 常遇地震 罕遇地震
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基于构件冗余度均衡化的单层网壳结构优化研究 被引量:3
12
作者 朱南海 李杰明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期73-80,共8页
为实现单层网壳结构构件冗余度的均衡分布,减小构件间的重要性差异,提高结构抵抗荷载作用的能力。将基于灵敏度分析的构件冗余度评价方法应用到单层网壳结构中,以衡量构件在结构中的重要性;而后根据构件冗余度系数值的大小,将结构构件... 为实现单层网壳结构构件冗余度的均衡分布,减小构件间的重要性差异,提高结构抵抗荷载作用的能力。将基于灵敏度分析的构件冗余度评价方法应用到单层网壳结构中,以衡量构件在结构中的重要性;而后根据构件冗余度系数值的大小,将结构构件划分为重要构件、一般构件和次要构件三个不同层次的构件集合,实现结构构件的分类控制;在此基础上以构件的截面参数为优化变量,将结构构件的冗余度标准差与各层次构件的冗余度标准差之和最小化定义为目标函数,基于粒子群算法优化结构构件的截面参数。结果表明:构件的冗余度系数可以准确地反映构件在结构中的重要性及其破坏后对结构的影响程度,减小构件间的冗余度差异,可以实现结构构件截面尺寸的合理分布,有效提升结构的整体性能和极限承载力。 展开更多
关键词 单层网壳结构 构件冗余度 应变能敏感性 粒子群优化算法 极限承载力
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单层球形网壳结构的分析及实验研究 被引量:2
13
作者 马泳涛 陈天跃 +1 位作者 李伟 袁涛 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2015年第1期125-128,共4页
针对单层球形网壳进行结构设计.以网壳承受的风载为设计载荷,利用FLUENT软件得到网壳表面风压分布载荷.采用单向流固耦合(FSI)技术,将计算得到的表面风压施加到网壳结构分析模型上.通过结构分析的非线性计算,得到网壳在风载条件下的应... 针对单层球形网壳进行结构设计.以网壳承受的风载为设计载荷,利用FLUENT软件得到网壳表面风压分布载荷.采用单向流固耦合(FSI)技术,将计算得到的表面风压施加到网壳结构分析模型上.通过结构分析的非线性计算,得到网壳在风载条件下的应力分布及变形.以网壳梁截面尺寸最小为优化目标,得到满足设计指标要求的梁截面尺寸.通过现场实验,得到网壳节点位移载荷曲线,在相同条件下,将实验结果与仿真模型进行对比,验证了网壳结构模型的正确性. 展开更多
关键词 单层球形网壳 FLUENT 流固耦合 优化尺寸 实验分析
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单层球面网壳的最不利地震作用分析 被引量:2
14
作者 苑宏宇 叶继红 +1 位作者 沈世钊 单建 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期88-92,共5页
同时考虑几何非线性与材料非线性,对单层球面网壳在地震作用下结构的最不利荷载进行分析。通过对场地卓越周期及地震波平台段持时的研究,建立结构动力响应与场地卓越周期及地震波平台段持时之间的关系,明确了何种条件下的荷载为结构最... 同时考虑几何非线性与材料非线性,对单层球面网壳在地震作用下结构的最不利荷载进行分析。通过对场地卓越周期及地震波平台段持时的研究,建立结构动力响应与场地卓越周期及地震波平台段持时之间的关系,明确了何种条件下的荷载为结构最不利外荷载。 展开更多
关键词 单层球面网壳 最不利地震作用 双重非线性
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大矢跨比单层球壳结构的非线性屈曲分析 被引量:1
15
作者 姜正荣 邱俊明 +2 位作者 石开荣 邓智文 钟宝泉 《特种结构》 2022年第3期87-92,共6页
清远科技馆大矢跨比单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以此结构为对象,建立三个分析模型,进行特征值屈曲分析,对比其特征值及屈曲模态。在此基... 清远科技馆大矢跨比单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以此结构为对象,建立三个分析模型,进行特征值屈曲分析,对比其特征值及屈曲模态。在此基础上,进一步探讨几何非线性、材料非线性、活荷载的半跨分布及初始几何缺陷分布模式对不同模型稳定承载力的影响。研究表明:不同模型的前若干阶特征值屈曲模态基本相同,且非线性屈曲模态均表现为球壳侧面较大洞口附近区域的屈曲波形较大;活荷载的半跨分布对结构稳定性的影响并不大;结构对初始几何缺陷不敏感;分别以前十阶特征值屈曲模态作为结构的初始几何缺陷分布模式,所得的最不利弹塑性稳定承载力系数为6.281,满足相关规范要求。 展开更多
关键词 单层球壳 特征值屈曲分析 几何非线性 双重非线性 初始几何缺陷
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基于构形度的强震下单层球壳结构倒塌模式优化研究 被引量:2
16
作者 刘文政 叶继红 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期152-159,181,共9页
基于杆系结构构形易损性理论,以构形度标准差最小为目标函数,以构件截面尺寸为优化变量,并考虑长细比、挠度、杆件强度及稳定约束条件,建立了单层球壳结构构形度优化模型。将遗传算法和模拟退火算法作为子算法,基于混合策略构造出遗传-... 基于杆系结构构形易损性理论,以构形度标准差最小为目标函数,以构件截面尺寸为优化变量,并考虑长细比、挠度、杆件强度及稳定约束条件,建立了单层球壳结构构形度优化模型。将遗传算法和模拟退火算法作为子算法,基于混合策略构造出遗传-模拟退火算法(GASA),并采用自适应策略降低算法对优化参数的依赖性。以跨度70m的单层球壳结构为例,通过凝聚过程分析识别结构存在的构形度不均匀区域。采用GASA算法对该区域的杆件截面进行构形度优化。通过对优化后结构凝聚过程分析和地震动力时程分析,表明优化模型和优化算法可以有效的解决优化变量繁多的大型单层球壳结构地震作用下倒塌模式的优化问题。 展开更多
关键词 单层球壳 倒塌模式优化 遗传-模拟退火算法 自适应策略 构形度
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大矢跨比异形单层球壳结构的缺陷稳定性分析
17
作者 姜正荣 邱俊明 +4 位作者 石开荣 魏德敏 邓智文 钟宝泉 万金屏 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2022年第11期10-16,共7页
清远科技馆大矢跨比异形单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以该结构为对象,分别采用一致缺陷模态法和随机缺陷模态法,探讨不同初始几何缺陷引... 清远科技馆大矢跨比异形单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以该结构为对象,分别采用一致缺陷模态法和随机缺陷模态法,探讨不同初始几何缺陷引入方式对结构稳定承载力的影响。在此基础上,以弯轴应力比为指标,考察结构的受力状态。结果表明:结构对初始几何缺陷不敏感;初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时,求得的稳定承载力系数并非最小,但其保证率满足“3σ”原则的要求;与常规单层网壳结构不同,该结构的受力状态以弯曲内力为主。 展开更多
关键词 单层球壳 初始几何缺陷 一致缺陷模态法 随机缺陷模态法 受力状态
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商丘文化艺术中心大剧院结构性能化设计 被引量:1
18
作者 苗磊 赵天文 +3 位作者 杨霄 庄艺斌 崔娟 杨镇荣 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2018年第24期29-35,共7页
商丘文化艺术中心大剧院存在扭转不规则、楼板不连续、竖向构件间断、存在局部穿层柱、斜柱等超限不规则项。针对结构体系的特点,给出了结构抗震性能化设计目标。详细介绍了商丘文化艺术中心大剧院抗震性能化设计方法和针对超限不规则... 商丘文化艺术中心大剧院存在扭转不规则、楼板不连续、竖向构件间断、存在局部穿层柱、斜柱等超限不规则项。针对结构体系的特点,给出了结构抗震性能化设计目标。详细介绍了商丘文化艺术中心大剧院抗震性能化设计方法和针对超限不规则项所采取的加强措施。对结构进行了反应谱分析、弹性时程分析和大震动力弹塑性分析,并对内外球结构、观众厅顶及主舞台顶桁架、舞台台口支承梁等重点部位进行了专项分析,结果表明结构满足抗震性能化设计目标的要求。 展开更多
关键词 超限结构 抗震性能化设计 动力弹塑性分析 单层球壳 竖向不连续
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某单层球面网壳结构设计
19
作者 潘斯勇 罗兴隆 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第7期103-106,共4页
对某70m直径单层球面网壳进行结构设计,根据受力情况选用了三种截面形式的矩形钢管,主要对自重荷载、温度荷载、雪荷载以及风荷载组合工况下的杆件进行验算。结果表明,杆件承载力满足《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)要求。对网壳结... 对某70m直径单层球面网壳进行结构设计,根据受力情况选用了三种截面形式的矩形钢管,主要对自重荷载、温度荷载、雪荷载以及风荷载组合工况下的杆件进行验算。结果表明,杆件承载力满足《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)要求。对网壳结构进行整体稳定分析,首先通过弹性屈曲分析确定最不利工况,然后在最不利工况下,对网壳进行仅考虑几何非线性的屈曲分析及考虑材料及几何双非线性全过程分析。结果表明,网壳的稳定承载力满足《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)要求。 展开更多
关键词 单层球面网壳 结构设计 稳定分析
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K6型单层球面网壳的自振特性分析
20
作者 姜岩宁 陈忠范 《山西建筑》 2007年第30期18-19,共2页
选用实际工程中应用较为普遍的K6型单层球面网壳作为重点研究对象,计算了多种工况(不同的矢跨比、荷载、支座条件)对网壳结构自振特性的影响,对K6型网壳结构的自振特性做了较为系统的研究,以得到K6型网壳结构的自振规律。
关键词 单层球面网壳 自振周期 振型
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