某一大跨度单层铝合金网壳屋面的稳定性分析

摘要

大跨度单层网壳结构广泛用于大型单体建筑的屋盖结构中，这类结构有着较强的几何非线性，稳定问题突出。铝合金材料属于高强度低弹性模量，将它应用于大跨度单层网壳，则材料非线性问题也可能凸显出来，因此更加有必要对其进行稳定问题的讨论。本文主要针对大大跨度铝合金单层网壳结构的稳定性做了以下两点研究:1）荷载分布对其稳定的影响;2）是否可取隔离体单独对网壳分析的研究。为了对这两个点有清楚的认识文章结合实际工程——某游泳击剑馆屋盖做了以下具体工作:
　　1、建立与实际工程相对应的有限元模型，并按照实际约束类型取出隔离体模型，对网壳结构和整体结构都做四种荷载工况分布的特征值屈曲分析，发现四类荷载工况下特征值系数差别并不大，即屈曲对荷载的分布形式并不是特别敏感，且发现无论那种荷载分布屈曲都是从荷载分布的中央位置开始的，随着屈曲模态的增加向两边扩散开来。
　　2、对所取隔离体和整体结构进行荷载相同的，静力分析、模态分析和弹性特征值屈曲分析，知其两种情况的薄弱环节相同，都在钢柱支撑周围，可能受压的部位相同都是大跨网壳的中间部位，且隔离体和整体结构的特征值系数差别不大，屈曲位置相同。
　　3、对隔离体进行双非线性（材料非线性和几何非线性）分析，取位移最大点提取其荷载位移曲线分析，以此评估该大跨度铝合金单层网壳的稳定性能。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 网壳结构的发展与分类

1．2 网壳结构计算方法及研究现状

1．2．1 静力分析

1．2．2 稳定性分析

1．3 铝合金结构简介

1．3．1 铝合金结构的发展

1．3．2 铝合金结构国内外研究现状

1．3．3 铝合金结构适用范围

1．4 本文主要研究内容和技术路线

1．4．1 本文的研究内容

1．4．2 技术路线

第二章 网壳结构稳定性原理

2．1 稳定问题基本概念

2．1．1 网壳结构失稳现象

2．1．2 网壳结构失稳类型

2．2 网壳稳定设计的内容和方法

2．2．1 网壳结构的失稳模态

2．2．2 网壳结构稳定性的影响因素

2．3 网壳结构的稳定性计算理论

2．3．1 线性屈曲(特征值)分析

2．3．2 非线性屈曲分析

2．3．3 临界点类型的判定

2．3．4 临界点位置的精确判定

第3章 大跨单层铝合金网壳薄弱点检测

3．1 工程背景

3．2 有限元模型

3．3 静力分析

3．3．1 荷载

3．3．2 静力分析结果

3．3 模态分析

3．3．1 模态分析的目的

3．3．2 模态分析结果

3．4 本章小结

第4章 独立的网壳整体稳定性分析

4．1 荷载工况安排

4．2 弹性特征值屈曲分析

4．2．1 特征值屈曲分析结果

4．2．2 整体模型弹性屈曲分析结果

4．3 非线性屈曲分析

4．3．1 初始缺陷

4．3．2 非线性屈曲结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文