圓形水平投影雜交式馬鞍型網(wǎng)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)及地震響應(yīng)分析.pdf

1、隨著大跨度、大空間建筑的日益普及，人們已不滿足傳統(tǒng)純拓?fù)渚W(wǎng)殼形式的直接運(yùn)用，傾向于不同結(jié)構(gòu)形式的組合、發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，形成滿足建筑美學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的新型結(jié)構(gòu)形式，雜交式馬鞍型網(wǎng)殼應(yīng)運(yùn)而生。其不僅能給人們帶來舒適感且能增大結(jié)構(gòu)跨度，使網(wǎng)格單元分布均勻，受力合理，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。本文根據(jù)雜交式網(wǎng)殼組合規(guī)律及更好優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式的目的，采用APDL（ANSYS Parametric Design Language）參數(shù)化設(shè)計(jì)語言研制了單層圓形

2、水平投影面12種雜交式馬鞍型網(wǎng)殼宏程序，并對(duì)該類型網(wǎng)殼進(jìn)行形狀優(yōu)化及靜、動(dòng)力作用下一般特性的分析，得到一些重要結(jié)論。
　　(1)依據(jù)馬鞍形曲面方程:z=2f/S2(x2-y2），其中f為矢高，S為跨度，借鑒肋環(huán)、聯(lián)方、凱威特、施威德勒、三向格子五種典型馬鞍型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，研制了由該五種網(wǎng)殼相互組合的12種圓形水平投影雜交式馬鞍型網(wǎng)殼宏程序，只要輸入結(jié)構(gòu)矢高、跨度、環(huán)向區(qū)域份數(shù)、徑向節(jié)點(diǎn)圈數(shù)和上部結(jié)構(gòu)徑向圈數(shù)便可快速、方便、高效地實(shí)

3、現(xiàn)12種雜交式馬鞍型網(wǎng)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)，為該類網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力性能分析、選型優(yōu)化及推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)對(duì)12種雜交式馬鞍型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施加靜力載荷并考慮考慮結(jié)構(gòu)自重，通過比較不同矢高、跨度、網(wǎng)格數(shù)和桿件截面尺寸下的最大位移、內(nèi)力及對(duì)最大水平支座反力的影響，歸納出12種結(jié)構(gòu)模型各自適用跨度、矢高和網(wǎng)格數(shù)等范圍，為工程設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析做好鋪墊。
　　(3)以雜交式馬鞍型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)總耗鋼量最小為目標(biāo)函數(shù)，環(huán)向區(qū)

4、域份數(shù)Kn，徑向節(jié)點(diǎn)圈數(shù)Nx，上部結(jié)構(gòu)徑向圈數(shù)Ns為形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)變量進(jìn)行了形狀優(yōu)化分析，研究了該類網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)總耗鋼量最小時(shí)，Kn，Nx，Ns的最優(yōu)組合，為雜交式馬鞍型網(wǎng)殼宏微觀幾何關(guān)系應(yīng)用提供借鑒，而后依據(jù)馬鞍面正、負(fù)曲率拋物線正交的特性，推導(dǎo)了該類馬鞍型網(wǎng)殼的桿長與幾何參數(shù)之間的關(guān)系式;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，給定跨度、Kn、Ns等宏觀參數(shù)，可通過引入該公式，保證工程上對(duì)桿件長度和矢高的控制要求，縮減設(shè)計(jì)成本和周期，效率更高。
　　(4)選