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空腹网壳是将格构式压杆的工作原理应用到单层网壳而形成的新型空间结构,该结构具有单层网壳简洁美观的优点,又有双层网壳的稳定性和承载力,是一种优良的结构形式。本文对正交空腹网壳结构的静、动力性能进行了深入全面的研究。 本文首先介绍了在ANSYS中用APDL脚本语言参数化建模的基本知识和步骤,并通过几个例子详细说明了建模的过程和方法,实现了在ANSYS中建模、计算、优化无缝结合;体现了参数化建模为后续工作带来的极大便利。 取出一榀空腹拱为研究对象,分析了它与实腹拱在受力特点和性能的异同。结果表明空腹拱在宏观上表现出拱的特征,微观上又体现出空腹梁的特征,是一种构造简单、受力合理、适合工程应用的结构。 通过对正交空腹网壳整体结构的受力特点与单榀空腹拱的比较,表明正交空腹网壳具有空腹拱的优点,又发挥了壳体结构以受薄膜力为主的特点。分析了正交空腹网壳结构的矢跨比、网壳厚度、腹杆截面对其非线性稳定性的影响,得出若干对工程设计有参考价值的结论。 本文研究了正交空腹网壳结构的动力特性,分析了矢跨比、网壳厚度、腹杆截面和支座约束条件对结构自振特性的影响;采用反应谱法和时间历程法对正交空腹网壳的地震响应作了详细的分析,分别研究了结构在不同方向地震激励下和在不同维数地震激励下动力响应的数值大小和分布规律,并比较了两种方法的结果差异,对抗震设计具有参考价值。 论文最后对所有研究工作进行了总结,得出了有参考价值的结论,并指出进一步研究中亟待解决的问题。