索拱桁架-单层网壳复合空间结构的结构设计与稳定性分析

严仁章; 万里源; 周建庭; 王帅

doi:10.13204/j.gyjz202004019

索拱桁架-单层网壳复合空间结构的结构设计与稳定性分析

doi: 10.13204/j.gyjz202004019

严仁章^1,2,
万里源^1,2,
周建庭^1,2,
王帅³

1. 省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室, 重庆交通大学, 重庆 400074;
2. 重庆交通大学土木工程学院, 重庆 400074;
3. 重庆航天职业技术学院, 重庆 400021

基金项目:

国家自然科学基金青年基金项目（51708067）；重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目（cstc2017jcyjAX0463）；中国博士后科学基金面上资助项目（2017M612921）；重庆市博士后科研项目特别资助项目（Xm2016127）。

详细信息

作者简介:
严仁章,男,1987年出生,副教授,博士。电子信箱:rz_yan@cqjtu.edu.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2019-09-20

STRUCTURAL DESIGN AND STABILITY ANALYSIS OF A COMPOSITE SPACE STRUCTURE COMPOSED OF CABLE-SUPPORTED ARCH TRUSS AND SINGLE-LAYER RETICULATED SHELL

1. State Key Laboratory of Mountain Bridge and Tunnel Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;
2. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;
3. Chongqing Aerospace Polytechnic College, Chongqing 400021, China

摘要

摘要: 索拱桁架-单层柱面网壳结构综合了索拱桁架与单层网壳结构的优点，可减小支座水平推力、减小单层网壳纵向跨度、提高结构的稳定性，从而实现结构更大跨度的跨越。以一拟建198 m跨、且需支承于15 m高单排混凝土柱列的大跨度煤棚钢结构屋盖为工程背景，开展大跨度索拱桁架-单层柱面网壳结构的设计分析工作，对结构的预应力设计值进行优化分析并在此基础上详细分析结构静动力特性，论证借助索拱桁架-单层柱面网壳结构跨越近200 m级跨度的可行性，揭示结构在各种可能荷载工况下的内力及变形分布规律，并利用ANSYS有限元软件计算了结构的线弹性屈曲特征值和考虑材料和几何双重非线性的极限承载力。
- 索拱桁架-单层柱面网壳复合结构 /
- 预应力设计 /
- 静动力性能 /
- 稳定性
Abstract: The composite structure which is composed of cable-supported arch truss and single-layer cylindrical reticulated shell structure combines the advantages of cable-supported arch truss structure and single-layer reticulated shell structure, both the horizontal thrust to the supporting and the longitudinal span of the single-layer reticulated shell can be reduced, and the stability of the structure can be improved, resulting in longer span of the structure. Based on a long-span coal shed steel structure roof with a 198 m span, which needs to be supported on 15 m high single-row concrete columns, the design and analysis of the long-span cable-supported arch truss and single-layer cylindrical reticulated shell structure was carried out.After optimizing the prestress of the structure, the static and dynamic characteristics of the structure were analyzed in detail, the feasibility of the structure spanning nearly 200 m span was demonstrated then, and the internal force and deformation distribution of the structure under various possible load conditions were revealed. The ANSYS finite element analysis software was used to calculate both the linear elastic buckling characteristic value of the structure and the ultimate bearing capacity considering the double nonlinearity of material and geometry.

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