凱威特球面巨型網格結構的溫度效應分析.pdf

1、建筑結構在自然環(huán)境中經歷著春夏秋冬的變化，在正常使用情況下，冬季和夏季室內采暖、制冷及屋面的保溫隔熱等說明結構中普遍存在著溫度作用。為了滿足使用要求，結構跨度越來越大，結構形式越來越復雜，在設計中溫度作用成為不可忽視的因素。對于鋼結構溫度效應的研究主要集中在桁架、單層網殼和雙層網殼等常見結構形式，新型結構形式—巨型網格結構的溫度效應研究幾乎空白。國內外對巨型網格的研究主要集中在一般的力學性能方面，對巨型網格結構的溫度效應研究很少。本文以

2、凱威特球面巨型網格結構為研究對象，對該結構在考慮溫度作用下的基本靜力性能、穩(wěn)定性能和動力特性進行了研究。
　　結合設計常用的荷載組合工況，選取八種承載能力極限狀態(tài)的荷載工況和五種正常使用極限狀態(tài)的荷載工況；應用大型通用有限元軟件ANSYS在考慮幾何非線性的情況下，計算了結構主要桿件和主要節(jié)點在不同工況下的應力和位移；分析了溫度效應在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下對主要桿件應力和位移的影響規(guī)律；研究了溫度差值、矢跨比、跨度、支

3、承方式對結構溫度效應的影響；分析了主子結構協(xié)同承載的溫度效應。
　　運用弧長法和“一致缺陷模態(tài)法”研究了巨型網格結構在內外溫度相同及內外溫度不同情況下的穩(wěn)定性，分別考慮溫度作用、幾何非線性、材料非線性以及他們的耦合作用對結構穩(wěn)定承載力的影響。推導了考慮溫度荷載下結構自由振動方程：(公式略)，采用子空間迭代法研究了巨型網格結構在內外溫度相同及內外溫度不同，主結構單獨承載和主子結構協(xié)同承載的動力特性。
　　綜合本文的有限元分析可