本文结合南通体育会展中心工程,针对该项目中的大跨空间结构涉及到的若干关键力学问题,展开了较系统而深入的理论分析及试验研究。内容涵盖网壳结构缺陷稳定分析、铸钢节点的弹塑性极限承载力分析及金属蜂窝板片的等效弹性参数和屈曲分析等理论研究内容,还包括大空间楼盖及铸钢节点的试验研究。主要研究工作包括:　　 1.网壳结构基于实测几何缺陷的整体稳定分析。在对南通体育会展中心体育馆网壳屋盖竣工后的初始形状进行节点坐标实测后,首先将上述结点位置偏差数据源进行预处理(即按“异常数据鉴别法”剔除其中的不合理数据)和统计分析,然后以ANSYS概率设计软件包--PDS为平台建立实测模型,进行非性线稳定分析,得出较真实的临界荷载,并分别与按理想形状的完善结构和按一致缺陷模态法得到的临界荷载加以对比研究,从而评估实物工程的稳定性可靠度,为工程设计提供参考。　　 2.关键铸钢节点的极限承载力弹塑性有限元分析及试验研究。针对该项目中受力大而构造复杂的若干分叉柱底铸钢节点,研究不均匀壁厚、不同倒角半径等因素对节点应力分布状况和极限承载力的影响,将弹塑性有限元分析结果与试验实测值进行对比分析,探讨该类节点的破坏机理及设计建议。　　 3.大空间组合楼盖的试验研究。针对该项目中45m×54m网球训练馆超限大空间组合楼盖,分别研究了型钢相贯焊接节点的结构性能、球铰滑移支座的实际工作状况等问题。建立了球铰滑移支座的分析模型,得到了关键部件曲面四氟板的压应力分布规律,为该类支座在实际工程中的分析、设计及其相应规程的编制提供了一定的参考依据。在理论分析的基础上进行了1:9的缩足模型试验研究,有效验证了本文所用有限元分析理论的可靠性,通过对楼盖中典型相贯焊接节点的弹塑性有限元分析,为可能出现的薄弱部位提出了科学的补强措施。　　 4.蜂窝板片结构体系的应用研究。由于板一杆间的共同工作,致使板片结构的承载力远优于一般无板网壳结构,而一种具有真正意义的“轻质、高强”板材,将是进一步改善板片结构受力性能的关键因素之一。为此,本文首先从研究结构用新型蜂窝板片的基本力学性能入手,提出考虑上、下金属面板影响的蜂窝夹芯板的等效弹性参数及其应力分布规律,然后对蜂窝整板的极限承载力进行分析,并进一步探讨金属蜂窝板应用于板片结构时的静、动力性能,为研发新一代轻质、高强板材打下了坚实的基础。