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            三心圓柱面網架體型參數分析

            一、 基本假定

            本文討論的三心圓柱面網架符合如下假定:

            1)三圓弧段光滑連接,網格尺寸一致;

            2)結構為雙層網殼;

            3)結構為兩對邊開口、兩對邊落地,支座受法向固定約束(實際工程外析時可采用彈性約束),

            2、幾何關系根據基本假定,推導得幾何關系方程式:

            α一網格尺寸;

            N一橫斷面方向網格總數;

            n、m一介別為圓弧段I.II的網格數;

            Rn,Rm一一付別為圓弧段I.II的曲率半徑;

            Θn,θm一分別為圓弧段I、II的一個網格的圓心角;

            α,γ一分別為圓弧段I.II的圓心角;

            β一一落地斜角度;

            D--結構跨度

            由方程組可見,若確定α,m.n,β,其他參數就可求得,所以,可把α·m,n,β和網殼厚度h作為三心圓柱面的體型參數,干煤棚網殼受工藝界線-斗輪機操作范圍的限制,可由工藝界線確定弧段半徑,根據式(一)由迭代法求得網格尺寸,從而確定結構體型。

            3,網格尺寸α的影響

            4、網格數m,n的影響

            矢高明顯增大,內力峰值,撓度和水平推力逐漸減小,但耗鋼量將會增加。

            另外,若總網格數N不變,而I.II弧段網格數外配不同的情況下(圖4,表3),結構受力性能和耗鋼量比較接近,在選取m,n時,以n≤1/2m為宜。

            5、落地斜角β的影響

            在其他條件相同的情形下,隨著落地斜角β的增大,結構矢高略有增大,撓度逐漸減小,耗鋼量呈下降趨勢,內力峰值在β=10°時較小,水平推力在β較小時變化不大,而當角度較大時將會明顯增大,因此,有定的落地斜角對結構受力及耗鋼量非常有利,但結構室內的空間利用率將會降低。

            6、網殼結構厚度h的影響

            在其他條件相同的情形下,和撓度呈下降趨勢,但耗鋼量和水平推力將會增大。隨著網殼結構厚度h的增大,

            三心圓柱面網架各體形參數對結構受力和耗鋼量有一定的影響。結構矢高和落地斜角響較大,矢高增加或落地斜角增大,可以改善結構受力性能,但會增加耗鋼量和降低空間利用率。網架厚度的增加會使耗鋼量和水平椎力增加,但在一定范圍內能使網架耗鋼量較低

            7、優化體型參數

            以耗鋼量為主要優化目標函數參數值,結構厚度h、網格數N、網格尺寸a為優化變量,在不同跨度D和落地斜角β情況下,經過大量算例的優化分析,得到了三心圓柱面網殼

            當矢高接近的情形下、網格數和阿格尺寸可適當變動。例知,當D=100時,著N=30,a=4.5m,β=100,則矢商為36.9m.此時與N=32,a=4.2m,β=10°,矢高為36.4m柑比,兩者耗鋼量和受力性能比較接近。

            落地斜角β取值愈大,則耗鋼量明顯降低,但室內空間利用率差、在空間容許的前提下,β可取稍大值。


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