1、第8章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基本理論與分析方式,8.1 概述 8.1.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 強(qiáng)度驗(yàn)算（構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)）、穩(wěn)定性驗(yàn)算（構(gòu)件穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定）承載能力極限狀態(tài) 變形驗(yàn)算（節(jié)點(diǎn)位移）正常使用極限狀態(tài) 內(nèi)力、變形驗(yàn)算模型：常規(guī)小變形、小應(yīng)變、線彈性 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算模型：考慮幾何非線性 規(guī)模不大的網(wǎng)殼：只進(jìn)行使用階段的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 規(guī)模較大網(wǎng)殼：根據(jù)具體情況進(jìn)行施工階段結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算,8.1.2網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的荷載和作用,靜荷載：恒荷載（結(jié)構(gòu)和屋面自重、屋面懸掛荷載） 可變荷載（屋面施工荷載、積灰荷載、雪荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載的平均風(fēng)效應(yīng)） 動(dòng)荷載：地震作用、風(fēng)荷載脈動(dòng)風(fēng)成分 此外：溫度變

2、化、支座沉降 風(fēng)荷載：重要荷載之一。風(fēng)載體型系數(shù)可按荷載規(guī)范或風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。風(fēng)振效應(yīng)問題。 地震作用：水平地震作用（與網(wǎng)架的區(qū)別）。7度區(qū)，網(wǎng)殼可不進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算，但必須進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算。8、9度區(qū)，水平、豎向抗震驗(yàn)算。,8.1.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算模型,空間桿單元：雙層網(wǎng)殼 空間梁?jiǎn)卧簡(jiǎn)螌泳W(wǎng)殼 節(jié)點(diǎn)約束退化的梁?jiǎn)卧ㄒ欢藙偨印⒁欢算q接）： 局部雙層網(wǎng)殼 荷載（通過檁條傳遞）：按靜力等效原則等效為集中荷載 懸掛燈具等局部荷載要考慮局部彎曲內(nèi)力 支承條件： 雙層二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無側(cè)移的鉸接支座 或彈性支座,單層：二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無側(cè)移 的鉸接支座或剛接支座、彈性支座,8.2 網(wǎng)

3、殼結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算方法及其分類 離散化方法：有限單元法（步驟） 連續(xù)化方法：擬殼法（通過剛度等代比擬為光面實(shí)體殼，按彈性薄殼理論得到解析解）。初步設(shè)計(jì)時(shí)可用，可以利用球面殼或柱面殼的已知解答。 靜力荷載效應(yīng)：有限單元法 動(dòng)力荷載效應(yīng)： 地震振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)稱分析法,風(fēng)荷載頻域分析法、時(shí)稱分析法 穩(wěn)定分析：幾何非線性的有限單元法（全過程分析）。小跨度、規(guī)則網(wǎng)殼，標(biāo)準(zhǔn)公式。 8.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分析的有限單元法空間剛架位移法 總思路： 8.3.1 基本假定 （1）梁?jiǎn)卧獮榈冉孛骐p軸對(duì)稱直桿,（2）不考慮剪切變形的影響（通常桿件細(xì)長(zhǎng)） （3）結(jié)構(gòu)符合小變形假定 （4）材料為各向同性的小應(yīng)變線彈性材料

4、（5）荷載僅作用在節(jié)點(diǎn)上 8.3.2 空間梁?jiǎn)卧淖鴺?biāo)系定義及坐標(biāo)變換矩陣 1、梁?jiǎn)卧淖鴺?biāo)系定義 局部坐標(biāo)系、整體坐標(biāo)系,整體坐標(biāo)系下的節(jié)點(diǎn)力向量、 節(jié)點(diǎn)位移向量： 局部坐標(biāo)系下的節(jié)點(diǎn)力向量、 節(jié)點(diǎn)位移向量：,2、坐標(biāo)變換,8.3.3 兩端剛接空間梁?jiǎn)卧獑蝿偅ㄌ摴υ恚?1、局標(biāo)下單剛 （1）幾何關(guān)系 梁?jiǎn)卧獌?nèi)部任意一點(diǎn)位移和節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系,梁?jiǎn)卧我庖稽c(diǎn)的應(yīng)變：,(2)物理關(guān)系,梁?jiǎn)卧腥我稽c(diǎn)的應(yīng)力：,（3）虛功原理,梁上無荷載，處于平衡狀態(tài)的空間梁?jiǎn)卧獫M足虛功原理：,節(jié)點(diǎn)軸向力與位移的關(guān)系：,節(jié)點(diǎn)扭矩與位移的關(guān)系：,2、整體坐標(biāo)系下單剛,8.3.4 一端剛接一端鉸接空間梁?jiǎn)卧獑蝿?/p>

5、 1、局標(biāo)下單剛,2、整體坐標(biāo)系下單剛,8.3.5 基本方程及總剛矩陣,8.3.6 邊界條件支座沉降及施工安裝荷載,同空間桁架位移法（包括斜邊界） 8.3.7 溫度變化、溫度應(yīng)力計(jì)算 溫度效應(yīng)有兩種情況： （1）所有構(gòu)件存在等溫度差tx （2）桿件上下表面之間存在溫差txy 溫度效用計(jì)算基本思路：約束各節(jié)點(diǎn)，求解桿件固端節(jié)點(diǎn)內(nèi)力；求解各節(jié)點(diǎn)的不平衡力；將節(jié)點(diǎn)不平衡力反作用于結(jié)構(gòu)，釋放節(jié)點(diǎn)約束；空間剛架位移法求解節(jié)點(diǎn)位移、桿件內(nèi)力；疊加固端力和節(jié)點(diǎn)不平衡力引起的桿件內(nèi)力，即為桿件溫度內(nèi)力。,8.3.8 單元內(nèi)力計(jì)算 1、兩端剛接空間梁?jiǎn)卧?軸力,第9章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震分析,9.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力

6、特性 自振方程： 球殼： （1）頻率密集。截?cái)囝l數(shù)要超過網(wǎng)架。 （2）應(yīng)同時(shí)考慮水平振型和豎向振型（不同于網(wǎng)架） （3）跨度增大，剛度減小 （4）厚度增大，剛度提高 （5）基頻隨荷載增大而減小,（6）支座約束剛度對(duì)前幾階頻率影響大，支座剛度大，頻率大。,雙層柱殼： 一般規(guī)律同球殼 矢跨比大于1/6時(shí)以水平振動(dòng)為主，小于等于1/6時(shí)以豎向振動(dòng)為主。實(shí)際工程： 柱殼基頻估算公式： 9.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析 9.2.1 網(wǎng)殼的振動(dòng)方程 （1）基本假定,A、節(jié)點(diǎn)完全剛接或鉸接 B、質(zhì)量集中于各節(jié)點(diǎn)，只考慮線位移加速度引起的慣性力，不考慮角位移加速度引起的慣性力 C、質(zhì)點(diǎn)上的阻尼力與地面的相對(duì)速度

7、成正比，不考慮角速度引起的阻尼力 D、支承網(wǎng)殼的基礎(chǔ)按地面的地震波運(yùn)動(dòng) （2）振動(dòng)方程,9.2.2 網(wǎng)殼的抗震分析,（1）振型分解反應(yīng)譜法 水平或豎向地震作用效應(yīng)組合:,(2)時(shí)程法,選取三條波 關(guān)于多維地震 9.3 幾種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)內(nèi)力分布規(guī)律 9.3.1 單層球殼 扇形三向網(wǎng)格、肋環(huán)斜桿型、短程線型輕屋蓋，周邊固定鉸支座：,K8型：水平地震下的動(dòng)響應(yīng)較豎向下的強(qiáng)烈 水平地震設(shè)計(jì)宜與下部結(jié)構(gòu)一起分析。 9.3.2 雙層柱面殼 縱向分布中間最大，邊緣及1/3處較小。橫向跨中內(nèi)力最大。 正方四角錐，沿兩縱邊固定鉸支在上弦節(jié)點(diǎn)：,球殼、柱殼動(dòng)內(nèi)力分布規(guī)律：,（1）水平地震響應(yīng)大于豎向地震，矢跨比越大越明顯 （2）矢跨比增大