网壳结构的稳定,历来是网壳结构设计分析中一个备受关注的问题。现阶段针对常见网壳结构的稳定研究已比较成熟,但随着社会发展和技术进步,衍生出了越来越多造型奇特的网壳结构,本文研究对象即是其中的一种。与常见的网壳结构相比,这些异形网壳结构的计算分析方法、受荷后的结构响应特征均存在较大差异,其结构稳定问题表现得更为突出。因此,深入研究此类结构的失稳特征和极限稳定承载力,并明确各种因素对其稳定性的影响,对于指导今后工程设计具有十分重要的意义。本文以武汉市轨道交通8号线田田广场地面观光梯工程为背景,通过线性屈曲分析、几何非线性屈曲分析及几何和材料双重非线性屈曲分析,系统研究了该马蹄莲形单层网壳结构的稳定性能。本文研究主要包括以下内容:(1)研究确定了该实际结构的风荷载体型系数。对此结构,若参考《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012),采用圆形截面体型系数,取各类情况中的最大值,风荷载体型系数取值为1.2;而本文通过ANSYS FLUENT模拟计算,得出了该结构不同部位的风荷载体型系数,其中,最低为1.2,最高达1.8。对比可知,按照规范所取风荷载体型系数偏低,这会过低考虑结构在部分部位所受风荷载值。(2)利用Midas Gen进行了结构建模,分析了在静力荷载、风荷载及地震作用下结构应力及位移变化。对于此结构,在各荷载组合下构件的应力都很小,构件最大应力值仅为59.86MPa,相应的应力比为0.193;尽管应力不大,但结构的挠度最大值为37.56mm,已接近《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A中规范规定的容许值45mm。在进行结构设计时,除关注强度外还应重点关注结构的位移和变形。(3)对结构进行了线性屈曲分析、几何非线性屈曲分析及几何和材料双重非线性屈曲分析。结果表明该结构的屈曲临界荷载系数均满足《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)中的相关要求,结构具有较高的安全裕度。值得注意的是,结构的双重非线性稳定承载力比仅考虑几何非线性时有较大下降,下降幅度最大达26%,在设计时还应当考虑材料非线性,否则将高估结构的承载能力。同时,在非线性屈曲分析中,研究了初始缺陷对结构承载能力的影响。计算结果表明,考虑初始缺陷后此马蹄莲形结构的稳定承载能力有所降低但并不明显,降低的幅度均在10%左右。此马蹄莲形结构的稳定承载能力对初始缺陷不十分敏感。(4)探讨了结构刚度变化对结构缺陷敏感性的影响。通过减小竖向构件的截面降低结构刚度,在此基础上进行了缺陷敏感性分析。即使当结构刚度折减超过10%时,结构屈曲临界荷载系数降低的幅度仍保持在10%左右。由此可认为结构在一定范围内的刚度变化对该结构的缺陷敏感性基本不产生影响,从而也进一步证实了该结构对于初始缺陷的敏感程度不高。