【摘 要】
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由于弦支网壳高效的结构效能和优美的建筑效果近年来在世界各地广泛应用。而弦支网壳结构对不均匀的风雪荷载十分敏感。近年来大跨度空间结构风雪致灾机理的研究已经取得很好的成果,但关于不均匀的风雪荷载对弦支网壳结构影响的研究还较少见到。通过建立K6(凯威特型6扇区)弦支网壳ANSYS有限元模型,采用撑杆控制面积法确定预应力比,以支座径向位移相等准则确定预应力幅值。雪荷载稳定分析中,依据相关规范选取雪荷载,采
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由于弦支网壳高效的结构效能和优美的建筑效果近年来在世界各地广泛应用。而弦支网壳结构对不均匀的风雪荷载十分敏感。近年来大跨度空间结构风雪致灾机理的研究已经取得很好的成果,但关于不均匀的风雪荷载对弦支网壳结构影响的研究还较少见到。通过建立K6(凯威特型6扇区)弦支网壳ANSYS有限元模型,采用撑杆控制面积法确定预应力比,以支座径向位移相等准则确定预应力幅值。雪荷载稳定分析中,依据相关规范选取雪荷载,采用雪荷载全跨、半跨、最外两环半跨的分布形式和均匀分布、非均匀分布形式进行排列组合,得到6种荷载分布形式。风荷载分析中,借助MATLAB软件模拟生成风速时程,依据AR(Auto Regressive)模型理论,考虑空间结构平均风与脉动风的特性以及空间相关性。利用数值分析软件对雪荷载以及风雪荷载共同作用下弦支网壳的静力稳定性和动力稳定性进行系统分析研究。结合B-R(Budiansky-Roth)判定准则和拉索松弛情况进行分析。分析结果表明:6种雪荷载布置形式下,弦支网壳在半跨非均布较大雪载作用下,稳定承载力最小。最外两环半跨均布形式下,结构稳定承载力最大。通过与K6单层球面网壳结构结果对比,在对结构稳定承载力提升方面,K6弦支网壳结构稳定承载力在最外两环半跨均布雪载的布置形式下稳定承载力提高最大,而全跨雪载作用下提高最小。无雪载情况下结构动力失稳临界风速为83m/s。6种雪荷载布置形式下的结构风荷载分析结果中,半跨非均布较大雪载,最外两环半跨均布雪荷载及最外两环半跨非均布雪荷载时,失稳临界风速最小均为84m/s,与无雪荷载时的失稳临界风速接近。表明对于小矢跨比网壳,考虑雪荷载共同作用时对网壳的风致动力失稳有利。网壳在风荷载下失稳点处撑杆倾斜,拉索应力降低,可以看出风吸作用下索基本退出工作,弦支网壳对风吸作用比较敏感。
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