混凝土棱柱面网壳的几何非线性稳定性分析

• 作者: 唐攒辉 张华刚 魏威 吴琴 马克俭
• 来源期刊: 应用力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 混凝土棱柱面网壳 几何非线性稳定性 临界荷载 参数化分析 有限元法
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 2470-2479
• 页数: 10页
• 分类号: TU375
• 语种: 中文
• DOI: 10.11776.cjam.37.06.B166

摘要

混凝土棱柱面网壳是通过切割圆柱面后再网格化而得到的一种新型壳体结构.为了解其几何非线性稳定性能,采用有限元方法进行全过程分析,并在弹性稳定性分析基础上,考虑结构矢跨比、主拱刚度、密肋梁刚度、屋面板厚度、初始几何缺陷的影响进行临界荷载的参数化分析,且拟合其近似计算公式.结果表明:结构的刚度薄弱部位出现在密肋平板上,弹性失稳临界荷载约为设计荷载的6.4倍;非线性屈曲为跃越屈曲并逐步在结构中部形成软化区,临界荷载约为弹性失稳临界荷载的90％,结构具有较好的后屈曲延性;结构的矢跨比不宜低于跨度的1/6,提高矢跨比可增强结构的非线性稳定性能;主拱是结构的主要传力结构,其刚度对临界荷载的影响较大,主拱截面高度不宜低于结构跨度的1/60;密肋梁刚度对改善结构非线性稳定性的影响有限,建议密肋梁截面高度可按结构跨度的1/100?1/80取值;临界荷载近似与屋面板厚度成线性关系,但不建议采用过厚的屋面板;引入初始几何缺陷将降低结构的临界荷载5％?15％,结构最大初始几何缺陷可取跨度的1/300.本文拟合的临界荷载近似计算公式所得的结果满足工程精度的要求.