单层双曲抛物面网壳的建模方法及力学特性分析.pdfVIP

摘要 摘要 网壳结构良好的力学特性及形式各异的外观造型使它们逐渐成为一个城 市，甚至一个国家的标志。大部分专家和学者着重研究球面网壳、椭圆抛物面 网壳等正高斯曲率网壳，使这类网壳的力学理论越来越成熟。相比而言，人们 对单层双曲抛物面网壳等负高斯曲率网壳的力学特性研究还不够充分。 网壳结构由于杆件数量庞大，节点数目繁多，加上本身就是呈现几何非线 性的外观形式，使得其模型的建立存在一定的难度。根据单层双曲抛物面网壳 自身的特性，参照标准规范设定尺寸大小，引入Maple计算软件编程求解出网 壳结构所有节点的坐标值，代入Ansys有限元分析软件实现单层双曲抛物面网 壳的快速准确建模。通过对比分析证明运用该类方法建立网壳结构模型完全达 到设计与施工的要求。同时通过建立其他形式网壳模型证明了该方法具有全面 性和推广性。 · 考虑网壳结构的矢跨比、长跨比、边梁侧向刚度等结构参数对单层双曲抛 物面网壳力学特性的影响。利用最小二乘法拟合出该网壳的极限荷载计算公式， 将其结果与有限元结果进行比较，证明了该公式具有误差小、计算简便的优点， 具有较好的实用价值。 利用基于有矩理论的拟壳法对单层双曲抛物面网壳力学特性进行研究。首 先将单层双曲抛物面网壳的网格单元划分成覆盖物单元以及杆单元，对结构的 薄膜刚度进行修正；其次建立该网壳结构的基本微分方程；再次利用基于薄膜 理论的拟壳法得出该网壳的内力求解公式，该公式作为网壳结构基本微分方程 的特解；最后求解网壳结构基本微分方程的通解，综合方程的特解得到单层双 曲抛物面网壳结构基本微分方程的解。为研究该类网壳的力学特性提供了一定 的理论依据。 关键词：单层双曲抛物面网壳；网壳建模；结构参数；公式拟合；拟壳法； ABSTRACT ABSTRACT ShellstructureshaveexcellentmechanicalcharacteristicanddifferentformsSO a a andscholarsfocused become evennational symb01．Most that廿ley city,or experts andother onthe shell Gaussian sphericalshell，theellipticparabolic positive curvature themechanicsoftheseshellsmoreandmoremature．In shells，make theory themechanicalofthe research contrast,People theory singlehyperbolicparabolic shellandother Gaussiancurvatureshellswhichisnotsufficient negative Becausetheshellstructureshavea numberof lotof own large bars，a nodes，and the of non-linear their mustbedifficult． model appearancegeome