交叉立体桁架系巨型网格结构的研究.pdfVIP

35 第35卷第6期 土木工程学报 Vol No·6 2002年I2月 CHINACIVILENGINEERINGJOURNAl Dec· 2002 平板网架子结构圆柱面交叉立体桁架 系巨型网格结构的研究 贺拥军 周绪红 董石麟 (湖南大学) (长安大学) (浙江大学) 摘要针对子结构为双层平板网架的圆拄面交叉立体桁架系巨型网络结构，分析了主体结构的构成、形体参数、 支承方式等；建立了几何非绒性力学模型，编制了丰H应的稳定分析程序；就整个结构的静力与稳定性等方面进行 了较为全面系统的研究．将为该结构形式的工程应用提供理论指导。 关键词 巨型结构平板网架 于结构稳定性 中圈分类号：TIj3：轿 文献标识码：A 文章编号：1000-13IX(2002)06-0024-07 1引 言 2结构构造与支承方式 人类社会的发展，对空间结构的跨度提出了更高 2．1主体结构形体参数 的要求[1]，双层圆柱面网壳结构是大跨度空间结构 如图1为单层圆柱面交叉立体桁架系巨型网格结 中应用比较广泛的一种结构形式。然而随着跨度的进 构。图中：L为结构长度，S为主体结构跨度，日为 一步增大，双层圆柱面网壳结构会出现一些不可避免 主体结构高度，A为主体结构上表面大网格尺寸，。 的问题，如结构厚跨比太小而导致的整体失稳，杆件 为主体结构中立体桁架梁上弦的正方形网格尺寸，h． 过长、内力过大而导致的压杆失稳，以及由此而引起 为拱向立体桁架高度，h：为纵向立体桁架高度， 的用钢量增大与经济问题。文献[2]分析表明，增加 F=HIS为主体结构矢跨比。它的生成方式是先在圆 层数对提高结构整体工作性能的作用并不明显，采用 柱面上确定主体结构的主节点下弦点坐标，然后在主 多层形式以突破内力的限制来增加结构跨度是不可行 节点之间布置立体桁架，立体桁架位于圆柱面的外部 的。结构形式的改变，必然带来结构跨度是不可行 (见图1(b))。为了保证圆柱面上两个方向的立体桁 的。结构形式的改变，必然带来结构的某种突破，为 架能很好地交叉连接，各尺寸之间必须满足如下一些 突破大内力、整体稳定等的限制，适应超大跨度发展 关系式。 的要求，文献[3，4]提出了一种巨型网格结构体系： 由图1(b)可得如下关系式： 整个结构由两级组成，第一级为大网格结构，称之为 R=S2(8H)+0．5H(1) 主体结构，承担整个结构上的载荷并将其传递至支承 Ab=2R·sin0 (2) 结构；第二级为普通网格结构，布置于主体结构的大 (3) 网格中，承受大网格范围内的屋面载荷并将它们传递 其中：月为主体结构所在圆柱面的半径；口为拱 至主体结构，从而形成大网格套小网格的一种结构形 向一个大网格所对应的圆心角的一半；j矗一1为主体 式。本文主要针对其中的子结构为双层平板网架的圆 结构拱向大网格个数。