大跨度开合屋盖结构特性研究

论文摘要

开合屋盖结构作为一种新型结构形式,能够满足人们对体育场馆多功能的要求,与传统结构相比有着独特的优势。它不受天气变化的影响,能够保证各种体育活动或开闭幕式如期举行,也能带来较好的经济效益。然而开合屋盖结构的研究却严重滞后于工程实践,世界上关于这方面有实用价值的参考文献还很少,还需要大量的研究工作。本文首先介绍了开合屋盖结构的发展历史及研究现状,随后介绍了开合屋盖结构的结构体系、行走方式、荷载类型等,然后针对一跨度为130m的球冠形开合屋盖结构,借助CATIA软件建立计算模型,利用ABAQUS软件进行计算分析。在ABAQUS前处理中,采用编程语言Python编制了梁法线指定的程序。荷载计算方面,借助3D3S软件,由面荷载计算等效节点荷载,然后通过Python编制的转换程序,转换为ABAQUS中对应点的集中荷载。利用ABAQUS软件对开合屋盖结构模型进行了静力特性及稳定性分析。通过改变模型的单元类型、边界条件、荷载工况等条件,共进行了172种不同情况的分析任务。其中静力特性分析方面,进行了60种分析任务。稳定性分析中,引入不同幅值的初始缺陷,考虑材料的非线性等情况,共进行了112中分析任务。通过大量的仿真分析,得出一些有益结论,为工程实际提供一些参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 开合结构的发展历史及现状
• 1.2.1 开合结构的发展历史
• 1.2.2 开合结构的现有研究水平及发展趋势
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 开合屋盖的结构体系
• 2.1 开合屋盖结构的分类
• 2.1.1 开合屋盖的分类
• 2.1.2 屋盖体系的开合方式及划分原则
• 2.2 开合屋盖结构的驱动与行走机构
• 2.2.1 驱动方式
• 2.2.2 行走机构
• 2.3 开合屋盖结构的荷载及评价原则
• 2.3.1 风荷载
• 2.3.2 雪荷载
• 2.3.3 地震荷载
• 2.3.4 开合屋盖结构的特有荷载
• 2.3.5 开合屋盖结构的评价原则
• 第3章 开合屋盖结构的静力特性
• 3.1 开合屋盖结构静力分析的一般原理和方法
• 3.2 利用ABAQUS软件进行算例分析
• 3.2.1 ABAQUS中的梁单元
• 3.2.2 算例模型
• 3.2.3 静力计算分析
• 第4章 开合屋盖结构的稳定分析
• 4.1 引言
• 4.2 失稳现象
• 4.3 屈曲类型
• 4.4 网壳结构的稳定分析方法
• 4.4.1 线性稳定分析
• 4.4.2 非线性稳定分析
• 4.5 算例分析
• 4.5.1 固定屋盖的稳定分析
• 4.5.2 整个屋盖的稳定分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文