异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

摘要

单层网壳结构属于缺陷敏感结构，整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点，有必要对节点进行三维实体有限元分析，在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法，归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法；针对异形单层网壳结构，研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响，确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力；对空间相贯节点进行了有限元分析，得到节点处应力的分布情况，并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明：异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大；稳定承载力对单层网壳结构起控制作用，对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析，结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大，设置隐蔽部位焊缝后，节点处各杆件的最大应力可减小20%以上.

关键词

单层网壳结构 / 整体稳定 / 相贯节点 / 有限元分析