轴向受压作用下网格式柱面壳群柱稳定性能研究

摘要

网格式柱面壳在塔结构和高层建筑筒中筒结构中被经常使用,且由于使用功能的要求,常在某些高度区域抽掉一层或多层楼面构件而形成薄弱层.对应于该区域的网格式柱面壳结构,在轴向压力作用下极易发生群柱失稳.本文从基本的三层网格式柱面壳入手,对其群柱面外弹性稳定性能进行了研究.首先,根据大量算例揭示了三层网格式柱面壳在常见工程范围内可能发生的屈曲模态:群柱面外失稳和群柱整体弯曲失稳.在此基础上剖析了两种屈曲模态的失稳机理,分别提出了对应的等效模型一一带双侧移约束弹簧和转动约束弹簧的轴压柱以及带双转动约束弹簧的轴压柱.然后,对三层网格式柱面壳弹性屈曲荷载影响因素进行了深入分析,并通过理论推导和数值分析得到了对应两种屈曲模态的弹性屈曲荷载简化计算公式,二者的较小值代表了实际的弹性屈曲荷载.研究成果为进一步形成完整的网格式柱面壳群柱稳定承载力计算方法奠定了基础.