大跨度铝合金单层网壳结构性能及其温度场效应分析

摘要

铝合金结构具有质量轻、耐腐蚀、造型丰富等优点，虽然单价较钢结构高，但是其在使用阶段免维护，结构的使用寿命长，长期来看具有良好的经济效益，在中国的应用也越来越多。 本文以南京牛首山佛顶宫大跨度铝合金单层网壳结构为研究对象，进行了温度场、温度效应与稳定性分析。该结构造型复杂，结构跨度大，是国内少有的大跨度铝合金单层网壳结构。 首先，本文对牛首山佛顶宫大跨度铝合金单层网壳结构的温度场进行了数值模拟。采用ANSYS的热分析模块，建立太阳辐射作用下牛首山佛顶宫大跨度铝合金单层网壳结构的温度场分析模型，研究了温度场的分布规律和风速对温度场的影响。 其次，本文对该大跨度铝合金单层网壳结构的温度场效应进行了分析，研究了非均匀温度场对该结构的位移和应力的影响。并将有限元计算分析的结果与实际监测的数据进行对比。对比测点温度与结构变形，发现二者存在一定的误差，理论计算偏于保守。 最后，本文运用ANSYS对南京牛首山佛顶宫大跨度铝合金单层网壳结构建立结构模型，对其进行了整体稳定性能分析。在大跨度铝合金单层网壳结构的使用阶段，温度的变化会使结构产生温度应力，温度应力对大跨度空间结构稳定性的影响不容忽视。因此，本文重点研究了温度场对南京牛首山佛顶宫单层网壳结构的整体稳定性能的影响。 通过以上的研究分析工作，本文对南京牛首山佛顶宫铝合金单层网壳结构的温度场和温度场效应进行了较为深入的研究，为今后类似结构的设计分析提供了一定的参考。

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