方形钢筋混凝土正交空腹夹层等曲率扁网壳的静力与稳定性分析

论文摘要

方形钢筋砼正交空腹夹层扁网壳结构是基于空腹夹层板和薄壳结构的一种新型空间结构体系。它充分发挥出各自的优点,起到了“扬长避短”的作用,因此可以更合理、更经济地跨越更大的跨度。目前,国内对方形钢筋砼正交空腹夹层扁网壳结构的研究较少,而且尚无工程实例。本文以大型通用有限元分析软件ANSYS为工具,对方形钢筋砼正交空腹夹层扁网壳结构进行较为详细的静力和稳定性分析。利用ANSYS分别分析了网格数,上、下肋截面尺寸,剪力键截面及高度,矢跨比、边缘构件对结构静力性能的影响。其中,边缘构件对结构影响较大。在保证边缘构件足够的刚度情况下,本结构体现出了薄壳的力学特性,由此弥补了钢筋混土空腹夹层板抗弯刚度偏小的缺点,体现了空间结构利用杆件在空间的分布实现“无弯矩”的理念,有效提高材料的利用率。通过软件ANSYS,对方形钢筋砼正交空腹夹层等曲扁网壳结构进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。初步了解了结构的屈曲性能和破坏的过程,并对算例进行了荷载—位移的全过程分析,研究其作为理想扁网壳的稳定性能和经过屈曲后的结构位移形状。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 钢筋混凝土空腹夹层板楼盖结构的发展史及结构特点
• 1.3 钢筋混凝土薄壳结构的概述及结构特点
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 有限元分析
• 2.1 等截面空间梁柱单元有限元方法
• 2.2 空间梁柱单元非线性有限元方法
• 第三章 方形钢筋砼正交空腹夹层等曲率扁网壳的静力分析
• 3.1 方形钢筋砼正交空腹夹层等曲率扁网壳的构造特点
• 3.2 方形钢筋砼正交空腹夹层等曲率扁网壳的力学特点
• 3.3 参数分析方案
• 3.4 上、下肋截面对结构静力性能的影响
• 3.5 剪力键对结构静力性能的影响
• 3.6 网格数对结构静力性能的影响
• 3.7 矢跨比对结构静力性能的影响
• 3.8 边缘构件对结构静力性能的影响
• 第四章 稳定理论
• 4.1 稳定和失稳
• 4.2 结构稳定的能量准则
• 4.3 初始缺陷对结构的影响
• 4.4 网壳结构的稳定性
• 第五章 方形钢筋混土正交空腹夹层等曲率扁壳的稳定性分析
• 5.1 特征值屈曲分析
• 5.2 非线性稳定性分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文工作的结论
• 6.2 有待进一步研究的内容
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的部分论文
• 图表目录