网壳结构具有优美的建筑造型和优越的结构受力性能,其独特的建筑艺术感和卓越的力学性能使得它在建筑中具有不可比拟的优势,是近年来广泛应用的一种空间结构。传统的网壳结构分析和设计都是假定其节点连接为完全刚接或理想铰接的。这种理想化的假设虽然能大大简化结构的设计分析过程,但却会造成理论与实践的明显差异、结构的不安全或偏保守、经济的不合理等现象。实际上,网壳结构中的节点都具有一定的刚度的,是介于理想铰接和刚接之间的,即半刚性连接。针对其目前的实际应用情况,本文分别对节点为刚性连接、半刚性连接、理想铰接的单层、双层网壳结构进行计算比较分析,从而揭示半刚接网壳结构的静力性能。 首先,本文从梁单元的刚度方程出发,在引入基本假定的基础上通过在杆端引入虚拟的螺旋弹簧模拟柔性连接,再由严格的数学方法推导得到了杆系结构的统一计算模型,当该模型中的有关参数取特殊值时可直接得到理想铰接的模型或刚性连接的模型。文章并在此基础上编写了UEL程序。 其次,本文利用UEL程序对刚性连接、半刚性连接、理想铰接的单层、双层网壳结构进行计算,分析它们在竖向荷载作用下的静力响应,并对结构分别采用三种不同刚度的节点连接时的位移和杆件内力进行了比较和分析,揭示了网壳结构的半刚性连接节点的性能特点及其对结构整体性能的影响。 最后,本文对网壳结构半刚性连接的节点体系的静力性能进行了总结,并对下一步的研究工作提出了一些展望和设想。