單層雙曲扁網(wǎng)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)靜動力性能分析及選型優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、因其內(nèi)部空間大以及造型美觀的特點(diǎn)，雙曲扁網(wǎng)殼適用于體育館以及大型空間結(jié)構(gòu)的屋頂。本文運(yùn)用有限元軟件ANSYS自帶的程序語言APDL(algorith mic processor description language)編制了五種單層雙曲扁網(wǎng)殼的建模程序，探究了雙曲扁網(wǎng)殼在四點(diǎn)鉸接支承下的靜動力性能，以及兩側(cè)鉸接支承下的動力性能；運(yùn)用Fortran語言編寫了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化的程序。具體內(nèi)容如下：
　　(1)根據(jù)雙曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)參數(shù)方程，

2、確定各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，然后根據(jù)五種類型網(wǎng)殼桿件連接方式的不同，建立了模型宏程序；根據(jù)空間兩點(diǎn)距離公式，結(jié)合雙曲扁網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，推導(dǎo)出了雙曲扁網(wǎng)殼桿長公式；依據(jù)拋物線曲線積分以及網(wǎng)殼桿件穩(wěn)定性約束條件，得出了不同桿件截面下的結(jié)構(gòu)桿件長度以及網(wǎng)格數(shù)范圍。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，給定長跨、短跨、長跨矢高、短跨矢高、網(wǎng)格數(shù)等宏觀參數(shù)，可通過引入該不等式，保證工程上對桿件長度以及網(wǎng)格數(shù)的控制要求，對于縮減周期和成本具有重要意義。
　　(2)對五種單層雙

3、曲扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施加靜力荷載同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)自重，就結(jié)構(gòu)最大位移和最大應(yīng)力兩個(gè)方面，分析了跨度、矢高、網(wǎng)格數(shù)以及支座形式的變化對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響，總結(jié)出各類網(wǎng)殼的適用的網(wǎng)格數(shù)以及矢高范圍，并且對比了不同支座條件下網(wǎng)殼靜力性能，選出了受力性能較好的支座形式，為后面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力分析做好準(zhǔn)備。
　　(3)針對單斜桿、雙斜桿、弗布爾、聯(lián)方以及三向格子型五種網(wǎng)殼運(yùn)用離散變量序列的兩級優(yōu)化算法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行形狀優(yōu)化，以網(wǎng)殼總耗鋼量最少為目標(biāo)函數(shù)，考

4、慮結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性約束條件，通過算例分析，得出了跨度、矢高、網(wǎng)格數(shù)對總耗鋼量的影響程度，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考建議。
　　(4)以三向格子型和弗布爾型兩種靜力性能較好的網(wǎng)殼進(jìn)行地震響應(yīng)分析，分別討論了跨度、矢高、網(wǎng)格尺寸以及桿件截面對結(jié)構(gòu)自振頻率和振型的影響；同時(shí)采用時(shí)程分析法分析了三向格子型網(wǎng)殼在三個(gè)一維地震以及一個(gè)三維地震作用下的振動特性，探討了矢跨比、網(wǎng)格數(shù)以及支座條件等參數(shù)變化時(shí)對結(jié)構(gòu)最大位移的影響；歸納出單層雙曲