论文题目: 板片空间结构的缺陷稳定分析及试验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 陈东
导师: 赵才其
关键词: 板片空间结构,模型试验,失稳机理,失稳模态,改进的一致缺陷模态法,不对称荷载,支承条件
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 板片空间结构体系是由轻质、高强的复合板片和薄壁金属骨架或完全由板片通过特定的方式组合而成的一种新型空间结构体系,这种结构体系将结构材料在空间上进行合理的分布,将航空结构原理应用于土木建筑结构,采用非常薄的板材使结构主要产生直接应力,充分利用了结构材料性能,达到了体系受力合理,用材经济的目的。其稳定承载力比相同条件下的网壳结构有很大的提高,是一种很有发展潜力的空间结构形式。在板片空间结构中,板片、杆件以承受压力为主,因此该结构的破坏特点是失稳破坏。在板片空间结构的稳定分析中,缺陷稳定分析是十分重要而又困难的问题,也是结构设计中迫切需要解决的问题。因此,本文首先阐明了该结构的失稳机理、失稳模态、影响稳定性的因素以及分析结构稳定承载力的非线性有限元理论。在此基础上,本文借鉴了网壳结构缺陷稳定分析中的一致缺陷模态法的思想来分析板片空间结构,但是,在板片空间结构中,直接应用该法是存在问题的。一致缺陷模态法采用结构的最低阶屈曲模态来模拟结构的最不利的初始几何缺陷分布,从而通过一次非线性稳定计算得到结构的最小临界荷载,这是该法的显著优点,但是利用这种方法来分析板片空间结构时,得到的并不是结构的最小临界荷载。为了充分发挥一致缺陷模态法的优点,本文提出了具体的改进方法,并且通过若干模型试验研究加以检验,证明本文所提出的改进方法是可行的。对板片空间结构的工程设计和实际应用具有参考价值。为了更全面地了解影响板片空间结构稳定性的因素,本文还讨论了荷载的不对称性和结构的支承条件对该结构稳定承载力的影响,并得到了一些有益的结论,为以后板片空间结构的应用和研究打下了良好的基础。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 板片空间结构稳定性分析的重要性
1.2 板片空间结构的缺陷稳定性的研究现状
1.2.1 随机方法
1.2.2 确定性方法
1.3 本文的主要研究工作
第二章 板片空间结构的非线性稳定理论
2.1 引言
2.2 失稳的概念
2.2.1 失稳的现象
2.2.2 失稳的定义
2.2.3 失稳的机理
2.2.4 失稳的特征
2.2.5 失稳模态
2.3 影响板片空间结构稳定性的因素
2.4 屈曲类型及平衡图形
2.5 结构稳定的能量准则
2.6 板片空间壳体结构稳定性分析的有限单元法
2.6.1 线性弹性分析（特征值屈曲）
2.6.2 非线性稳定分析的有限单元法
2.7 屈曲后平衡路径追踪
第三章 板片空间结构的缺陷稳定性分析
3.1 缺陷的分类
3.2 缺陷分析研究现状
3.2.1 随机方法
3.2.2 确定性方法
3.2.3 模态迭加法
3.2.4 分散系数法
3.3 一致缺陷模态法的改进
3.3.1 缺陷模态的基本概念
3.3.2 一致缺陷模态法的定义
3.3.3 一致缺陷模态法的局限性
3.3.4 一致缺陷模态法的改进方法
3.4 算例
3.4.1 模型一简介
3.4.2 模型二简介
3.4.3 模型三简介
3.5 验证结论
3.6 非对称荷载对板片结构稳定承载力的影响
3.6.1 计算模型及参数分析方案
3.6.2 无缺陷情况（理想模型）
3.6.3 有缺陷情况
3.6.4 本节结论
3.7 下部支承布置对板片结构稳定性的影响
3.7.1 周边支承
3.7.2 六点支承
3.7.3 本节结论
第四章 板片空间结构的缺陷稳定性试验研究
4.1 试验的工程背景
南通体育会展中心工程
4.2 试验目的
4.3 试验模型一
4.3.1 模型的设计和制作
4.3.2 模型的理论坐标和实测坐标
4.3.3 加载系统
4.3.4 测点布置
4.3.5 试验控制和测试方法及步骤
4.3.6 模型破坏
4.3.7 试验结果处理和结论
4.3.8 试验结论
4.4 试验模型二
4.4.1 模型的设计和制作
4.4.2 加载系统
4.4.3 测点布置
4.4.4 试验控制、测试方法及步骤
4.4.5 模型破坏
4.4.6 试验结果处理
4.4.7 误差分析
4.4.8 试验结论
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 课题研究方向展望
参考文献
致谢
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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