凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)分析.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中經(jīng)歷著春夏秋冬的變化，在正常使用情況下，冬季和夏季室內(nèi)采暖、制冷及屋面的保溫隔熱等說明結(jié)構(gòu)中普遍存在著溫度作用。為了滿足使用要求，結(jié)構(gòu)跨度越來越大，結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中溫度作用成為不可忽視的因素。對于鋼結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的研究主要集中在桁架、單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼等常見結(jié)構(gòu)形式，新型結(jié)構(gòu)形式—巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)研究幾乎空白。國內(nèi)外對巨型網(wǎng)格的研究主要集中在一般的力學(xué)性能方面，對巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)研究很少。本文以

2、凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為研究對象，對該結(jié)構(gòu)在考慮溫度作用下的基本靜力性能、穩(wěn)定性能和動力特性進(jìn)行了研究。
　　結(jié)合設(shè)計(jì)常用的荷載組合工況，選取八種承載能力極限狀態(tài)的荷載工況和五種正常使用極限狀態(tài)的荷載工況；應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS在考慮幾何非線性的情況下，計(jì)算了結(jié)構(gòu)主要桿件和主要節(jié)點(diǎn)在不同工況下的應(yīng)力和位移；分析了溫度效應(yīng)在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下對主要桿件應(yīng)力和位移的影響規(guī)律；研究了溫度差值、矢跨比、跨度、支

3、承方式對結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的影響；分析了主子結(jié)構(gòu)協(xié)同承載的溫度效應(yīng)。
　　運(yùn)用弧長法和“一致缺陷模態(tài)法”研究了巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在內(nèi)外溫度相同及內(nèi)外溫度不同情況下的穩(wěn)定性，分別考慮溫度作用、幾何非線性、材料非線性以及他們的耦合作用對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的影響。推導(dǎo)了考慮溫度荷載下結(jié)構(gòu)自由振動方程：(公式略)，采用子空間迭代法研究了巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在內(nèi)外溫度相同及內(nèi)外溫度不同，主結(jié)構(gòu)單獨(dú)承載和主子結(jié)構(gòu)協(xié)同承載的動力特性。
　　綜合本文的有限元分析可