一种新型后张拉整体成型网壳动力性能分析
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采 用 对称 布 置 ， 层部 分采 用 四边形 网格 ， 单 双层部 分 由斜 四棱 锥组 成 ， 网架 的径 向采 用 单双层 交替 布 置 ， 其 张 拉结 构 布置 和张拉 成 型后 网壳 形状 如 图 １ 图 ２ 、
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进 行模 态分 析是 很有 必要 的ｕ 。 ，
本文通 过 有 限 元 软 件 ＡＮＳ ＹＳ建 立 有 限元 模
型 ， 用 Ｂ ｏ ｋ Ｌ ｎ ｚ ｓ 对 ３组 不 同缝 隙 值 （ 采 ｌｃ ａ ｃｏ 法 ３个
第 一 作 者 ： 飞 ， Fra bibliotek９ ６年 出 生 ， 高 男 １８ 硕士 研 究 生 。
率和 振 型 ， 与 相应 成 型 后 在 单 层 部 分 环 向 补 杆 网 壳 进 行 对 比分 析 。结 果 表 明 ： 型 后 网壳 的 各 阶 自振 频 率 有 随 并 成
成 型 前预 留 缝 隙 值 的 增 大 而增 大 的趋 势 ； 网 壳 的单 层 部 分 进 行 环 向 补 杆 能 有 效 提 高 结 构 刚 度 ， 补 杆 网 壳 的 各 在 使
高 飞， ： 等 一种 新型 后 张拉 整 体成 型 网 壳动 力性 能 分析
一
种 新 型 后 张拉 整体 成 型 网 壳 动 力 性 能 分 析
高 飞 郝 际 平 方 敏 勇。 贺 程 周 培 辉
（．西 安 建 筑 科 技 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 安 ７ ０ ５ ； ． 安 建 筑 科 技 大学 富煌 钢构 研 究 院 ， 安 ７ ０ ５ ） １ 西 １０５ ２ 西 西 １０ ５
间合 理 布置 内穿 钢 丝 带 预 留缝 隙 的张 拉 下 弦 杆 ， 通
过张 拉设 备 张拉 钢丝 而整 体张 拉成 型 的球 面 网壳 结 构 。本文 提 出 的新 型后 张拉整 体成 型局 部双 层球 面 网壳 的单 弦杆 平 板 网 架模 型 以凯 威 特 网壳 为 基 础 ， 平 板 网架 的 ６个 主 肋 部 分 由全 等 的 三 角 锥 单 元 组 成 ， 在 此单 元 下 弦节 间 合 理 布 置 内穿 钢丝 带 预 留 并
Ｓ ｅ ｌＣｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｎ ０ ２（ ），Ｖｏ ． ７ ｔｅ ｎ ｔｕ ｔ ．２ １ ６ ｏ １ ２ ，Ｎｏ １ ０ ． ６
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２１ １—１ ０
科 研 开发
模 拟 ， 拉钢 丝 闭合 预 留缝 隙 均采 用 负 温 度缩 短 张 张 拉 下弦杆 模 拟 ， 分析 中考 虑几何 非线 性 ， 不考虑 材料
ａ ｄ ｍａ ｅ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｌｆｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｈ ｒ ｅ ｆｔ ｅ ｓ ｅ ｌ ｆｅ ｏ ｍｉ ｇ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ａ ｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｔｏ ｎ ｋ ｈ ａ ｕ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｆｔ ｅｏ ｄ ｒｏ ｈ ｈ ｌ ａ ｔ ｒｆ ｒ ｎ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ ａ ｆ ｉ ｙ ｔ ｅ ｎ ｎ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｈ ｌ Ｆ ｒｈ ｒ ｒ ， ｏ ｈ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｈ ｌ ｎ ｏ － ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｓ ｅ ｌ ｓ ｏ ａ ｃ ｍｐ ｉａ ｅ ｙ ａ ｃ ｈ ｏ — ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｓ ｅ １ ｕ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｂ ｔ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｓ ｅ ｌ ａ ｄ ｎ ｎ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｈ ｌ ｈ ｗ ｏ ｌ ｔｄ ｄ ｎ ｍｉ ． ｓ ｓ ｃ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ， Ｏ ｍｕ ｈ ａ ｔ ｎ ｉｎ ｓ ｏ ｌ ｅｐ ｉ ｏ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｈ ｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｓ ｃ ｔｅ ｔｏ ｈ ｕ ｄ ｂ ａ ｄ ｔ ｈ ｙ ａ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ ｓ ｅ１ ．
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１
个单 元 。设 ３ 预 留缝 隙值 进行 对 比分 析 。 组 用 Ａ ＹＳ对新 型后张 拉整体 成 型局 部双 层 球 ＮＳ
面 网壳进行 模态 分析 时 ， 与成型分 析相 比 ， 由于边 界 条件 、 分析 类 型等发 生变化 ， 故需 提取 成型后 所有 节 点 坐标 ， 重新建 立有 限元模 型 。为便 于分 析 比较 ， 在
阶 自振 频 率 与 非 补 杆 网 壳相 比有 显 著提 高 。 此 外 ， 杆 网 壳 与 非 补 杆 网 壳都 表 现 出 复 杂 的 动 力 性 能 ， 进 行 网 壳 补 在
的动 力 响应 分 析 时应 特 别 注 意 。 关 键 词 ： 张 拉 整 体 成 型 ；球 面 网 壳 ；局 部 双 层 ； 态 分析 后 模
非 线性 和 网 架 自重＿ 。 为 计 算 方 便 ， 件 均 采 用 】 ］ 杆
，
７ ×３圆钢 管 ， ６ 弹性 模 量 Ｅ一２ １ ０ ． ×１ ＭＰ ， ａ 泊松 比 一０ ３ ． 。有 限元 网格 划 分 中每 根 杆件 划 分 为一
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缝 隙 的张 拉下 弦 杆 ， 平 板 网架 ６个 主肋 间 的部 分 而
力性 能 的研 究 较少 ， 结 构 的 自振 特 性 是 其 本 身 固 而
有 的及其 重要 的力 学 性 能 ， 定结 构 的 自振 特性 是 确
对 结 构进行 动力 分 析 的基 础 ， 对 该 种 形 式 的 网壳 故
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１ 概 述
所示 。由此种 形式 的平 板 网架 张拉 成型 网壳 的杆件
后 张拉 整体 成 型局 部双层 球 面 网壳 是 利用 单弦
杆平 板 网架 平 面外 抗 弯 刚 度较 低 的特 点 ， 下 弦 节 在
规格 较少 ， 可拓 性 良好 且 将 单 层 网壳 的轻 盈 和双 层
网壳 良好 的稳 定性很 好地 结合 起来 ， 既技 术先 进 、 安 全可 靠 ， 又经济 美观 。到 目前 为止 ， 有关此 类结 构动
Ｈｅ Ｃｈ ｅｎｇ
Ｚｈ ｏｕ Ｐｅｉｕｉ ｈ
（ ． ｌ ｇ ｆＣｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒｎｇ，Ｘｉａ ｎｖ ｒ ｉｙｏ ｒｈｔ ｃｕ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｘｉａ １ ０ ５，Ｃｈｎ １ Ｃｏｌ ｅｏ ｖｌ ｇｎ ｅ ｉ ｅ ’ｎ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＡ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｃ ｎ ｌｇ ’ｎ７０ ５ ｉａ；
摘
要 ： 出 一 种 新 型 后 张 拉 整 体 成 型 局 部 双 层 球 面 网 壳 的 单 弦 杆 平 板 网 架模 型 ， 通过 有 限元 软件 Ａ Ｙ 提 并 ＮＳ Ｓ建 立
有 限 元 模 型 ， 用 ＢｏｋＬ ｎ ｚｓ 对 ３组 缝 隙值 对应 成 型 后 局 部 双 层 球 面 网 壳进 行 模 态 分析 ， 到 网 壳 的 自振 频 采 ｌｃ ａ ｃｏ 法 得
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采 用 对称 布 置 ， 层部 分采 用 四边形 网格 ， 单 双层部 分 由斜 四棱 锥组 成 ， 网架 的径 向采 用 单双层 交替 布 置 ， 其 张 拉结 构 布置 和张拉 成 型后 网壳 形状 如 图 １ 图 ２ 、
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进 行模 态分 析是 很有 必要 的ｕ 。 ，
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率和 振 型 ， 与 相应 成 型 后 在 单 层 部 分 环 向 补 杆 网 壳 进 行 对 比分 析 。结 果 表 明 ： 型 后 网壳 的 各 阶 自振 频 率 有 随 并 成
成 型 前预 留 缝 隙 值 的 增 大 而增 大 的趋 势 ； 网 壳 的单 层 部 分 进 行 环 向 补 杆 能 有 效 提 高 结 构 刚 度 ， 补 杆 网 壳 的 各 在 使
高 飞， ： 等 一种 新型 后 张拉 整 体成 型 网 壳动 力性 能 分析
一
种 新 型 后 张拉 整体 成 型 网 壳 动 力 性 能 分 析
高 飞 郝 际 平 方 敏 勇。 贺 程 周 培 辉
（．西 安 建 筑 科 技 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 安 ７ ０ ５ ； ． 安 建 筑 科 技 大学 富煌 钢构 研 究 院 ， 安 ７ ０ ５ ） １ 西 １０５ ２ 西 西 １０ ５
间合 理 布置 内穿 钢 丝 带 预 留缝 隙 的张 拉 下 弦 杆 ， 通
过张 拉设 备 张拉 钢丝 而整 体张 拉成 型 的球 面 网壳 结 构 。本文 提 出 的新 型后 张拉整 体成 型局 部双 层球 面 网壳 的单 弦杆 平 板 网 架模 型 以凯 威 特 网壳 为 基 础 ， 平 板 网架 的 ６个 主 肋 部 分 由全 等 的 三 角 锥 单 元 组 成 ， 在 此单 元 下 弦节 间 合 理 布 置 内穿 钢丝 带 预 留 并
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对 结 构进行 动力 分 析 的基 础 ， 对 该 种 形 式 的 网壳 故
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１ 概 述
所示 。由此种 形式 的平 板 网架 张拉 成型 网壳 的杆件
后 张拉 整体 成 型局 部双层 球 面 网壳 是 利用 单弦
杆平 板 网架 平 面外 抗 弯 刚 度较 低 的特 点 ， 下 弦 节 在
规格 较少 ， 可拓 性 良好 且 将 单 层 网壳 的轻 盈 和双 层
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摘
要 ： 出 一 种 新 型 后 张 拉 整 体 成 型 局 部 双 层 球 面 网 壳 的 单 弦 杆 平 板 网 架模 型 ， 通过 有 限元 软件 Ａ Ｙ 提 并 ＮＳ Ｓ建 立
有 限 元 模 型 ， 用 ＢｏｋＬ ｎ ｚｓ 对 ３组 缝 隙值 对应 成 型 后 局 部 双 层 球 面 网 壳进 行 模 态 分析 ， 到 网 壳 的 自振 频 采 ｌｃ ａ ｃｏ 法 得