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超重力试验大楼主机厅钢-混凝土组合网壳结构分析
1
作者 胡中正 何杰 +2 位作者 张刚 钱忱 赵程烨 《建筑结构》 北大核心 2023年第S02期526-533,共8页
超重力离心模拟与试验装置主机厅屋盖采用三向网格型单层网壳和钢筋桁架楼承板共同组成的钢-混凝土组合结构。本文利用不同有限元分析软件,重点分析了结构整体稳定性、节点承载力和刚度以及混凝土裂缝等问题,探讨组合网壳结构设计问题... 超重力离心模拟与试验装置主机厅屋盖采用三向网格型单层网壳和钢筋桁架楼承板共同组成的钢-混凝土组合结构。本文利用不同有限元分析软件,重点分析了结构整体稳定性、节点承载力和刚度以及混凝土裂缝等问题,探讨组合网壳结构设计问题。使用MIDAS/Gen软件,分析了不同约束条件下的屋盖稳定性,发现下部结构转动约束对网壳稳定性有较大影响,而平动约束影响较小。利用ANSYS软件实体建模,进行了节点有限元分析,证明鼓形节点能够满足“强节点,弱构件”要求,同时刚度可以达到刚接节点要求。利用ANSYS软件SOLID65混凝土单元,分析了屋盖混凝土的内力分布,借助理论公式计算了裂缝宽度,结果显示无论降温或升温工况裂缝宽度均能满足规范要求。本文采用的分析方法和得到的结论,可供类似工程参考。 展开更多
关键词 超重力试验大楼 组合网壳 结构设计 数值模拟 稳定分析 节点分析 混凝土裂缝
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铝合金甲虫板-杆组合网壳结构的抗震性能分析
2
作者 袁良健 郑腾腾 +2 位作者 赵才其 徐云 杨朔 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期676-681,共6页
为了提高传统铝合金单层网壳的力学性能,本文提出了一种甲虫板与铝合金单层网壳可靠连接的新型铝合金甲虫板-杆组合网壳结构。基于三明治夹芯板理论和等效板理论建立了甲虫板的等效模型,并通过有限元模型进行了验证。使用Abaqus软件建... 为了提高传统铝合金单层网壳的力学性能,本文提出了一种甲虫板与铝合金单层网壳可靠连接的新型铝合金甲虫板-杆组合网壳结构。基于三明治夹芯板理论和等效板理论建立了甲虫板的等效模型,并通过有限元模型进行了验证。使用Abaqus软件建立了甲虫板-杆组合网壳、蜂窝板-杆组合网壳和无板单层网壳的有限元分析模型,并分析了三种网壳的抗震性能。结果表明:等效板模型的误差在5%左右,而三明治夹芯板模型的误差过大。在三种网壳的动力性能对比分析中,甲虫板-杆组合网壳的自振频率最大,前5阶振型最好。在地震力的作用下,甲虫板-杆组合网壳的位移时程曲线中的最大位移最小,甲虫板-杆组合网壳的抗震性能优于其余两种网壳,且两种组合网壳的抗震性能优于无板单层网壳。 展开更多
关键词 甲虫板 铝合金组合网壳 等效模型 抗震性能
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单层组合网壳的双重非线性稳定问题 被引量:9
3
作者 刘承宗 赵惠麟 周志勇 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1998年第2期75-81,共7页
推导了梁元和三角形板壳元(DKT元)在U.L.描述下的双重非线性切线刚度矩阵,对单层组合网壳结构进行了双重非线性稳定荷载位移全过程跟踪分析.通过对增量形式虚功方程作线性化处理来减少计算量,采用施加线性弹簧法处理非正定... 推导了梁元和三角形板壳元(DKT元)在U.L.描述下的双重非线性切线刚度矩阵,对单层组合网壳结构进行了双重非线性稳定荷载位移全过程跟踪分析.通过对增量形式虚功方程作线性化处理来减少计算量,采用施加线性弹簧法处理非正定切线刚度矩阵,用主、从节点考虑梁与板的耦合作用,分析了梁与板节点偏差的影响,并进行了实验对比研究. 展开更多
关键词 几何非线性 材料非线性 稳定分析 组合网壳
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球面组合网壳结构的几何非线性稳定分析 被引量:16
4
作者 朱忠义 董石麟 《空间结构》 CSCD 1996年第1期1-11,共11页
本文利用组合结构有限元法进行了球面组合网壳结构的几何非线性稳定分析,给出了T.L.坐标系下空间梁单元和满足离散Kirchhoff假定的三角形板壳元的非线性刚度矩阵,并利用柱面弧长法有效跟踪了结构的荷载-位移曲线。本文... 本文利用组合结构有限元法进行了球面组合网壳结构的几何非线性稳定分析,给出了T.L.坐标系下空间梁单元和满足离散Kirchhoff假定的三角形板壳元的非线性刚度矩阵,并利用柱面弧长法有效跟踪了结构的荷载-位移曲线。本文详细分析了40m跨度的球面组合网壳及其特例──带肋壳、光面壳及钢网壳的变形路径、位移形态和临界荷载,得到了一些有价值的结论。 展开更多
关键词 球面组合网壳结构 几何非线性稳定分析 荷载-位移曲线 变形路径 位移形态 临界荷载 单元分析 带肋 光面
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单层组合网壳的弹、塑性稳定分析及试验研究
5
作者 马军 赵惠麟 赵才其 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1996年第6期87-93,共7页
针对单层组合网壳屈曲过程的几何和材料非线性性态,在T.L.坐标系下采用非线性有限元方法进行稳定跟踪分析,用塑性节点法考虑单元的弹、塑性影响,从而减少了计算量.分析中考虑了主要几何缺陷的影响.若干算例及试验模型结果证明... 针对单层组合网壳屈曲过程的几何和材料非线性性态,在T.L.坐标系下采用非线性有限元方法进行稳定跟踪分析,用塑性节点法考虑单元的弹、塑性影响,从而减少了计算量.分析中考虑了主要几何缺陷的影响.若干算例及试验模型结果证明了方法的可靠性及单层组合网壳弹。 展开更多
关键词 弹塑性屈曲 结构 单层组合网壳 屈曲 有限元
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佳木斯篮球馆单双层鞍形组合网壳
6
作者 陈月明 叶继红 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1998年第A02期734-738,共5页
佳木斯篮球馆是由两片单层鞍壳和两片双层鞍壳组成,其单双层鞍形网壳结构跨度均为45m,本文简要介绍该结构的设计,并分析研究了该结构的静动力特性,结果表明,该组合鞍形网壳传动路径明确,受力合理,抗震性能良好,具有较好的静... 佳木斯篮球馆是由两片单层鞍壳和两片双层鞍壳组成,其单双层鞍形网壳结构跨度均为45m,本文简要介绍该结构的设计,并分析研究了该结构的静动力特性,结果表明,该组合鞍形网壳传动路径明确,受力合理,抗震性能良好,具有较好的静力和动力稳定性。 展开更多
关键词 组合网壳 双层鞍形 结构设计
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单双层组合网壳性能分析
7
作者 王蕾 孙晓辉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第a02期798-803,共6页
本文根据梁-柱单元非线性有限元理论,采用弧长法与修正Newton-Raphson法相结合的迭代法编制了网壳结构几何非线性分析程序,对不同矢跨比下单层网壳和单双层组合网壳的静力稳定性能进行了分批民得结果可为类似结构设计... 本文根据梁-柱单元非线性有限元理论,采用弧长法与修正Newton-Raphson法相结合的迭代法编制了网壳结构几何非线性分析程序,对不同矢跨比下单层网壳和单双层组合网壳的静力稳定性能进行了分批民得结果可为类似结构设计提供依据。 展开更多
关键词 单双层 组合网壳 几何非线性 静力 稳定性
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圆柱面组合网壳结构的受力性能分析
8
作者 高博青 董石麟 《浙江建筑》 1995年第4期10-13,共4页
本文简要介绍了组合网壳结构的发展情况。对圆柱面组合网壳用有限元分析方法进行了详细的分析,并与拟三层壳分析法进行了比较,表明这二种计算结果是相近的。文中还计算分析了边梁刚度对圆柱面组合网壳的影响,讨论了单波、多波、全钢网... 本文简要介绍了组合网壳结构的发展情况。对圆柱面组合网壳用有限元分析方法进行了详细的分析,并与拟三层壳分析法进行了比较,表明这二种计算结果是相近的。文中还计算分析了边梁刚度对圆柱面组合网壳的影响,讨论了单波、多波、全钢网壳、带肋壳以及相应组合网壳等种情况,本文编制了专门计算组合网壳的程序,可用手组合网壳实际工程的强度计算。 展开更多
关键词 组合网壳结构 圆柱面 受力性能 有限元
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某单层组合网壳的力学性能分析及设计 被引量:2
9
作者 汤蓉 周敏辉 欧旻韬 《广东土木与建筑》 2015年第10期12-14,共3页
某钢屋盖采用单层组合网壳体系,最大跨度为51m,局部悬挑跨度达8m,该组合形式综合了单层网壳与轻钢结构的优点,使两者组合形成协同工作状态,令悬挑端受力及变形得到改善。本文通过对该组合网壳结构模型进行线性静力分析、几何非线性整体... 某钢屋盖采用单层组合网壳体系,最大跨度为51m,局部悬挑跨度达8m,该组合形式综合了单层网壳与轻钢结构的优点,使两者组合形成协同工作状态,令悬挑端受力及变形得到改善。本文通过对该组合网壳结构模型进行线性静力分析、几何非线性整体稳定性分析,给出了其受力特点,最后对杆件截面选取方式提出建议,使结构用钢量少、受力合理,同时减少杆件种类、便于施工,为优化设计和施工提供了有益的参考。 展开更多
关键词 单层组合网壳 大悬挑 整体受力 数值模拟
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组合网壳的非线性稳定分析和试验研究 被引量:5
10
作者 尹士公 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第6期33-39,共7页
本文针对三参数方程描述的材料,进行弹塑性大位移稳定分析,研究了组合网壳面板和骨架协同工作时的几何非线性和材料非线性性能,用简化方法考虑结构进入弹塑性后对结构刚度矩阵的影响,并导出了有效的增量平衡方程列式.尝试采用特征刚度... 本文针对三参数方程描述的材料,进行弹塑性大位移稳定分析,研究了组合网壳面板和骨架协同工作时的几何非线性和材料非线性性能,用简化方法考虑结构进入弹塑性后对结构刚度矩阵的影响,并导出了有效的增量平衡方程列式.尝试采用特征刚度法作为自动荷载增量技术,得出了这种结构考虑双重非线性的前屈曲平衡路径.理论得到模型试验的验证.其后,通过计算分析得出重要结论. 展开更多
关键词 组合网壳 非线性 稳定分析 试验研究
原文传递
平面预应力弦支穹顶组合网壳结构施工关键技术 被引量:3
11
作者 严永忠 周观根 +3 位作者 李相勇 徐齐 吴挺前 翁明土 《施工技术》 CAS 北大核心 2014年第14期69-72,102,共5页
弦支拉索与水平拉索组合同上弦主拱钢桁架连接,形成一种新型的组合网壳结构体系。主要介绍了此类新型结构体系在广饶国际博览中心中的应用,分析了其工程难点与解决措施、网壳结构及拉索的总体施工方案、拉索施工监测方案等。重点介绍了... 弦支拉索与水平拉索组合同上弦主拱钢桁架连接,形成一种新型的组合网壳结构体系。主要介绍了此类新型结构体系在广饶国际博览中心中的应用,分析了其工程难点与解决措施、网壳结构及拉索的总体施工方案、拉索施工监测方案等。重点介绍了撑杆与弦支拉索、撑杆与上弦主拱桁架、网壳支座处的连接节点设计。经监测,施工过程中,结构最大变形和钢结构等效应力均满足施工工艺要求。 展开更多
关键词 钢结构 组合网壳 拉索 桁架 预应力 监测
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铝合金甲虫板-杆组合网壳的力学性能研究 被引量:1
12
作者 袁良健 郑腾腾 +2 位作者 赵才其 杨朔 徐云 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S02期566-570,共5页
为了提高铝合金单层网壳结构的整体刚度和稳定承载力,将具有高比强度和比刚度的新型甲虫板与铝合金单层网壳可靠连接,形成一种新型铝合金甲虫板-杆组合网壳结构,并且对比分析了甲虫板-杆组合网壳、蜂窝板-杆组合网壳和无板单层网壳的静... 为了提高铝合金单层网壳结构的整体刚度和稳定承载力,将具有高比强度和比刚度的新型甲虫板与铝合金单层网壳可靠连接,形成一种新型铝合金甲虫板-杆组合网壳结构,并且对比分析了甲虫板-杆组合网壳、蜂窝板-杆组合网壳和无板单层网壳的静力性能以及稳定性能。结果表明:在竖向荷载下,甲虫板-杆组合网壳的竖向位移最小,为蜂窝板-杆组合网壳的85%,无板单层网壳的6.13%。甲虫板-杆组合网壳杆件的最大轴力在三种网壳中最小,仅为无板单层网壳的25%,蜂窝板-杆组合网壳的94%。三种网壳的特征值屈曲分析结果表明,组合网壳的临界荷载约为无板单层网壳的30倍。初始几何缺陷对甲虫板-杆组合网壳的稳定性非常敏感,在1/400的初始缺陷下,其稳定承载力下降约28%。 展开更多
关键词 甲虫板 铝合金组合网壳 稳定性能 初始几何缺陷
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单层双曲扁组合网壳设计
13
作者 张树明 《山西建筑》 2003年第11期10-11,共2页
结合工程实例 ,介绍了双曲扁组合网壳的设计及保证组合网壳正常工作的措施 ,指出该结构受力合理 ,覆盖跨度大 。
关键词 结构 单层 双曲 组合网壳 杆系结构 结构
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组合网壳的有限元法分析
14
作者 葛立勇 高博青 《浙江建筑》 1998年第6期16-18,共3页
本文介绍了采用梁元、板壳元的组合结构有限元法来分析组合网壳结构,提出了用空间偏心梁单元来考虑肋及钢杆的偏心问题,并编制了计算分析组合网壳位移、内力的专用程序CSAP,使用非常方便。
关键词 组合网壳 有限元法 CSAP程序
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组合网壳稳定性的理论分析和试验研究
15
作者 刘永华 刘圣元 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1998年第A02期671-681,共11页
本文讨论的是薄壳与网壳组合的组合网壳结构,并地这种结构进行了理论分析和试验研究,得到了令人满意的结果。
关键词 组合网壳 临界荷载 稳定性 试验 分析
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锁铆连接柱面组合网壳的承载力试验研究
16
作者 袁良健 郑腾腾 +2 位作者 赵才其 尚礼杰 顾业 《钢结构(中英文)》 2024年第3期1-6,共6页
铝合金具有密度小、耐蚀性好、易加工、比强度高、成型方便等优点,铝合金的密度约为普通钢材密度的1/3,而强度与常规的钢材刚度相当,因此铝合金结构可以获得更大的跨度,受到越来越多建筑师和结构工程师的关注与青睐。为了充分发挥铝合... 铝合金具有密度小、耐蚀性好、易加工、比强度高、成型方便等优点,铝合金的密度约为普通钢材密度的1/3,而强度与常规的钢材刚度相当,因此铝合金结构可以获得更大的跨度,受到越来越多建筑师和结构工程师的关注与青睐。为了充分发挥铝合金蜂窝板轻质高强的优势,克服铝合金网壳弹性模量较低的缺点,提出了一种新型的铝合金蜂窝板柱面组合网壳结构。该结构由铝合金蜂窝板和铝合金网壳通过锁铆连接而成,以达到铝合金蜂窝板和铝合金网壳协同工作的目的。为此设计并制备了尺寸为4400 mm×1530 mm×1100 mm的柱面网壳结构,并对其进行了承载力试验,探究了柱面组合网壳的受力特点及破坏机理。在考虑双重非线性以及失稳影响的基础上,对柱面组合网壳进行非线性有限元分析,将分析结果与承载力试验结果对比,验证了有限元分析方法的可靠性。结果表明:组合网壳板-杆之间破坏时连接件主要形式为跨中短跨处抽芯铆钉被剪断,边跨由于铝合金翘曲导致抽芯铆钉拉断,锁铆连接件周围有板件错动趋势,但并未破坏;铝合金杆件最终破坏形式包括铝合金杆件在跨中受力最大处发生沿开孔薄弱处断裂,边跨受压屈曲,铝合金蜂窝板在杆件变形较大处也发生了脱胶现象;在加载点位移为30 mm之前,试件处于弹性阶段,之后进入弹塑性阶段、柱面网壳的非线性行为主要由铝合金杆件与蜂窝板之间的锁铆连接性能决定。柱面组合网壳试件的承载力为6951 N,随着位移的增加,荷载持续降低。考虑双重非线性的有限元分析模型可以有效地模拟组合网壳在弹塑性阶段的受力性能,而考虑失稳后能较好地模拟组合柱面网壳失稳后的变形及受力性能。所提出的有限元分析方法能较精确地模拟柱面网壳的荷载-位移曲线,计算效率高、收敛性好,极限承载力误差在2%左右。锁铆连接集开孔、成型于一体,只需定位便能利用锁铆连接工具将锁铆成型,加工效率最高,成型质量有保证,稳定性优于传统机械的连接,未来可形成“流水线”生产,提高建筑工业化程度。 展开更多
关键词 蜂窝板 锁铆连接 承载力 柱面组合网壳
原文传递
强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究
17
作者 袁良健 赵才其 +3 位作者 郑腾腾 王哲文 赵蔚然 朱青 《钢结构(中英文)》 2023年第4期41-48,共8页
为了提高铝合金蜂窝板组合网壳的计算效率,分别采用引入接触单元的耦合法(简称接触模型)和完全协调法建立了有限元分析模型,并且将有限元分析结果与铝合金蜂窝板组合网壳承载力试验结果进行了对比分析,然后基于两种有限元分析方法建立... 为了提高铝合金蜂窝板组合网壳的计算效率,分别采用引入接触单元的耦合法(简称接触模型)和完全协调法建立了有限元分析模型,并且将有限元分析结果与铝合金蜂窝板组合网壳承载力试验结果进行了对比分析,然后基于两种有限元分析方法建立了大跨铝合金蜂窝板组合网壳模型,并且提出了引入折减系数的完全协调法作为铝合金蜂窝板组合网壳的简化计算方法。基于上述简化计算方法,采用ANSUYS软件建立了有限元分析模型,探究了铝合金蜂窝板组合网壳在不同矢跨比(1/4、1/5、1/6)、不同跨度(40,50,60 m)和不同板厚(5,10,15 mm)下结构自振频率的变化规律。对铝合金蜂窝板组合网壳进行了时程分析,对结构的动力位移响应和进入塑性的杆件比例进行了全面的研究,得出了网壳发生破坏时的加速度幅值,探讨了不同矢跨比、不同跨度和不同板厚对铝合金蜂窝板组合网壳在强震作用下的抗连续倒塌性能的影响。结果表明:当板厚折减20%时,按完全协调法的有限元分析结果与试验结果之间的误差为5.87%,误差在合理范围内。故提出了引入折减系数为0.8的完全协调法作为铝合金蜂窝板组合网壳的简化计算方法,并且应用于组合网壳的自振频率分析以及在强震作用下组合网壳的倒塌性能研究。通过对组合网壳进行模态分析,发现:随着模态阶数的提高,组合网壳的自振频率有小幅度的增大。矢跨比的减小会引起组合网壳的自振频率的减小;跨度的减小和板厚的增大会引起组合网壳的自振频率的增大。通过对组合网壳进行时程分析,发现:随着加速度幅值的不断增大,不同矢跨比、不同跨度和不同板厚的铝合金蜂窝板组合网壳的最大节点位移和进入塑性的杆件比例都在逐渐增大;当加速度幅值为325,375,400 m/s^(2)时,矢跨比1/4、1/5、1/6的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏;当加速度幅值为300,350 m/s^(2)时,40 m和50 m跨度的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏;当加速度幅值为225,575 m/s^(2)时,5 mm和15 mm板厚的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏。矢跨比的减小、跨度的增加以及板厚的增加会引起组合网壳在El Centro波作用下发生破坏时的加速度幅值的提高,进而证实了铝合金蜂窝板组合网壳的抗连续倒塌性能的提高。 展开更多
关键词 铝合金蜂窝板 组合网壳 连续倒塌性能 强震作用
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组合网壳在台风作用下风荷载分布特性的数值模拟研究 被引量:7
18
作者 殷志祥 徐佳萌 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期165-169,共5页
曲面网壳的表面风荷载分布特征直接影响结构在风荷载作用下的分析精度,尤其在台风作用下,其表面风荷载分布规律更是分析的关键环节。基于常规湍流强度和台风情形下的田浦湍流强度和石沅湍流强度,利用FLUENT和计算流体力学(CFD)技术,在选... 曲面网壳的表面风荷载分布特征直接影响结构在风荷载作用下的分析精度,尤其在台风作用下,其表面风荷载分布规律更是分析的关键环节。基于常规湍流强度和台风情形下的田浦湍流强度和石沅湍流强度,利用FLUENT和计算流体力学(CFD)技术,在选用SSTκ-ω湍流物理模型的基础上,对一两边半球形状、中间柱面形状的组合网壳进行了台风作用下绕流风场的数值模拟,得到了其表面风荷载分布特性。分析风向攻角、球面网壳坡度对组合网壳表面风荷载分布的影响,并与常规湍流强度计算结果进行对比分析,给出了风压分布规律,确定了组合网壳的表面风压系数分布以及结构的风敏感部位。 展开更多
关键词 湍流物理模型 湍流强度 组合网壳 台风 计算流体力学 风荷载分布
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组合网壳屋盖整体结构分析 被引量:7
19
作者 荣彬 陈志华 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第7期13-17,共5页
结合某体育馆钢结构屋盖工程,采用了由中部双层网壳和外围单层网壳形成的支承于周边立柱的组合网壳结构。通过整体结构的有限元分析,证明在外荷载作用下,结构整体刚度较好,边界约束方式对其无显著影响,结构的力流方向以沿短跨方向传递... 结合某体育馆钢结构屋盖工程,采用了由中部双层网壳和外围单层网壳形成的支承于周边立柱的组合网壳结构。通过整体结构的有限元分析,证明在外荷载作用下,结构整体刚度较好,边界约束方式对其无显著影响,结构的力流方向以沿短跨方向传递为主。双层网壳、单层网壳和外围立柱组合形成协同工作状态。刚度较大的双层网壳对整体结构刚度无明显提高作用,整体结构的刚度取决于双层网壳的下部支承结构。 展开更多
关键词 组合网壳 单层 双层 变截面箱形 承力机制 协同工作 空间刚度
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大跨度组合网壳在台风作用下的风振响应分析 被引量:3
20
作者 殷志祥 徐佳萌 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期142-146,共5页
台风风场下组合网壳结构的曲面形状和大空间特点使它的风振响应分析变得复杂,尤其在组合网壳的接合部位。基于台风脉动风的空间相关性,对一个两边半球形状,中间柱面形状的大跨度组合网壳进行了台风作用下的数值模拟,采用平稳高斯随机过... 台风风场下组合网壳结构的曲面形状和大空间特点使它的风振响应分析变得复杂,尤其在组合网壳的接合部位。基于台风脉动风的空间相关性,对一个两边半球形状,中间柱面形状的大跨度组合网壳进行了台风作用下的数值模拟,采用平稳高斯随机过程的谐波叠加法,并利用快速傅里叶变换,模拟得到组合网壳250个互相关的脉动风速时程样本。其中风速谱采用了随高度变化的田浦台风风速谱以及不随高度变化Davenport谱进行比较,得出组合网壳的台风敏感部位,并与基于FLUENT软件和计算流体力学(CFD)的数值风洞的模拟结果相比较,可以相互验证组合网壳在台风荷载作用下的响应结果。自功率谱的对比说明,模拟值和目标值吻合得很好,从而验证了计算结果的有效性与准确性。 展开更多
关键词 大跨度组合网壳 谐波叠加法 台风风速谱 快速傅里叶变换 计算流体力学
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