半刚性节点单层球面网壳稳定性分析

摘要

单层球面网壳的稳定性一直是网壳结构设计中的关键问题，而在进行网壳结构稳定性分析时，选择正确的结构计算模型又是至关重要的。通常，人们把焊接球节点的单层网壳看作刚接节点网壳，而把螺栓球节点的单层网壳看作铰接节点网壳，由于单层铰接网壳的承载力极低，这样螺栓球节点的单层网壳长期以来不能被应用于工程实践中。实际上，螺栓球节点具有一定的转动刚度，它是介于刚接节点和铰接节点之间的一种半刚性的节点，而螺栓球节点的单层网壳也并非是传统观点认为的铰接网壳，而是具有一定承载能力的典型的半刚性节点网壳。
　　本文首先建立了螺栓球节点实体模拟的方法，并通过典型算例验证了此方法的有效性，为其它新型的半刚性节点的研究提供了参考。在此基础上求得了工程中常用螺栓球节点的弯曲刚度。
　　然后本文建立了半刚性节点网壳的数值计算模型，为研究半刚性节点的网壳问题提供了一种行之有效的方法。在此基础上，利用上文所得的常用螺栓球节点的弯曲刚度，针对工程中常用的螺栓球节点单层球面网壳受力性能进行系统的研究，对k8型和k6型共计八百余例的单层球面网壳进行了弹塑性全过程分析，求得了半刚性节点网壳的极限荷载和失稳模态，系统的考察了网壳的跨度、矢跨比、节点的弯曲刚度、扭转刚度、节点域、荷载的分布模式、杆件类型、支承条件和初始几何缺陷等重要因素对其稳定性能的影响。通过大量的参数分析，较为全面的掌握了半刚性节点单层球面网壳的稳定性能。

目录

半刚性节点单层球面网壳稳定性分析

STABILITY ANALYSIS OF SINGLE LAYER SPHERICAL RETICULATED SHELLS WITH SEMI-RIGIDITY OF JOINT SYSTEM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的来源和意义

1.2 网壳结构稳定性分析方法的发展简介

1.3 半刚性节点网壳国内外的研究现状

1.4 本文的研究内容

第2章 螺栓球实体模拟及半刚性节点网壳分析方法

2.1 引言

2.2 螺栓球节点的实体模拟

2.3 半刚性节点网壳稳定性的研究方法

2.4 有缺陷网壳稳定性的研究方法

2.5 本章小结

第3章 K8型半刚性节点球面网壳的稳定性分析

3.1 引言

3.2 参数分析方案

3.3 参数分析

3.4 本章小结

第4章 K6型半刚性节点球面网壳的稳定性分析

4.1 参数分析方案

4.2 参数分析

4.3 本章小结

第5章 螺栓球节点实体模拟精确方法研究

5.1 引言

5.2 螺栓球节点的工作机理

5.3 螺栓球节点实体模拟方法

5.4 常用螺栓球节点实体模拟

5.5 半刚性节点网壳参数分析修正

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢