摘要：提出了一种可满足六杆四面体单元装配化施工要求的节点形式——端板式节点.即六杆四面体单元的弦杆与腹杆相贯焊接于端板,通过端板上的高强螺栓实现单元之间的连接.设计并制作了2个足尺节点模型,分别考察其在压弯和轴拉荷载作用下的受力性能,得到了端板节点的位移、应变发展特点及破坏形态.采用ABAQUS软件进行考虑接触非线性的有限元分析,得到了杆件、端板及高强螺栓的应力和变形.试验和有限元分析结果表明:在压弯荷载作用下,端板节点发生杆件屈曲和近节点域处鼓曲变形破坏,且杆件屈曲破坏先于节点域鼓曲破坏;节点域高应力区主要集中在三杆相贯焊接形成“谷底”处;高强螺栓在整个加载过程中最大应力约为其屈服应力的10%.轴拉荷载作用下,节点发生端板拉屈破坏;位于缺口两侧的高强螺栓发生拉弯变形,建议适当增设加劲肋和增加端板厚度,以提高端板刚度.通过数值计算得到的端板节点宏观变形、荷载-位移曲线及部分荷载-应变曲线均能与试验结果较好吻合,反映了数值分析模型的有效性与准确性.

摘要：对平面投影为四边形的六杆四面体单元组成的新型球面网壳全铰接基本结构体系进行了系统的机动分析.若采用传统的Maxwell准则分析,该网壳的基本结构体系被认为是一个静定结构.而基于平衡矩阵理论进行分析时,可以发现该网壳的基本结构体系是一个静不定、动不定体系.利用平衡矩阵的物理意义和矩阵的初等变换,证明了新型网壳基本结构体系的机构位移模态数与沿圆形平面径向布置的六杆四面体单元数是相等的.在此基础上给出了新型网壳加强结构体系的形成依据,并提出两种适于工程应用的结构体系加强方式.

摘要：对平面投影为四边形的六杆四面体单元组成的新型球面网壳进行了稳定性能分析,包括特征值屈曲分析和考虑初始缺陷的双重非线性分析.分析工作主要由两个方面展开,一是对球面网壳的基本结构体系和两种加强结构体系的四种采用不同刚、铰接节点布置方式的计算模型进行稳定性能对比,二是对采用同一种刚、铰接节点布置方式的不同结构体系的稳定性能进行比较.由此得到了刚、铰接节点布置方式对网壳结构稳定性的影响,以及加强杆件对不同计算模型稳定性能提高效果的差异.根据对比分析的结果,结合实际工程经济、技术指标的要求,提出了这类新型球面网壳宜优先选用的结构和节点体系.

摘要：提出了一种新型球面网壳,它由投影为四边形平面的六杆四面体单元集合组成,网壳的成形构造简单,便于工业化预制生产和装配化施工.这种杆件数和节点数相对较少、网格抽空的球面网壳,也能发挥双层网壳的作用.文中给出并讨论了新型球面网壳的基本结构体系和加强结构体系.为提高结构的刚度和稳定性,网壳的上、下弦节点可采用刚接节点、半刚接半铰接节点和铰接节点,可形成四种节点布置方式和杆件特性,即四种不同计算模型的球面网壳.本文作了竖向荷载作用下的受力特性分析,获得了基本与加强结构体系、四种节点布置方式的网壳内力、位移的基本规律和相互差异,为工程设计和结构选型提供了依据.

摘要：对六杆四面体单元组成的球面网壳结构的静力特性进行了模型试验研究.设计、制作了一个10m跨度的大型实物模型,测试了其在全跨加载和半跨加载两种工况下的静力特性,并与利用实际模型节点坐标建立的有限元模型计算结果进行对比,分析了误差产生的原因以及误差来源对模型静力特性产生影响的机理.测试和分析结果表明,模型的加工和安装精度对结构静力特性具有显著的影响,必须在实际工程中予以严格控制.

摘要：六杆四面体单元组成的球面网壳是一种适应建筑工业化需求的新型空间结构体系.基于一个10m跨度的大型实物模型,对这种新型网壳结构进行了装配化施工的实践研究.模型的六杆四面体单元全部预先加工完成,再按照拟定的施工方案,以其为基本单位进行安装,并对安装过程中出现的问题进行了总结和分析.模型安装完成后,利用全站仪测得所有节点坐标,并利用测得坐标重建有限元模型,通过与设计模型的静力计算结果进行比较,从理论角度分析了安装误差对结构静力特性的影响.本文工作能为这种新型球面网壳的工程实践提供一定的指导.

摘要：平面投影为四边形的六杆四面体单元是一种几何不变体系,由此集合组成的球面网壳构造简单,杆件数和节点数相对较少,且能起到双层网壳的作用.本文着重研究了半刚接半铰接球面网壳的节点构造,上、下弦采用梁单元,选用带法兰盘的焊接空心球连接;腹杆采用杆单元,选用耳板连接.为便于在工厂工业化加工制作六杆四面体单元,以及在现场高空悬臂安装网壳结构,提出了一种能重复使用的工具式A型拼装架及安装工序.与此同时,详细给出了在网壳自重作用下,与安装工序对应的装配化施工全过程内力分析,文中并附有算例说明.

摘要：六杆四面体单元组成的网壳是一种结构构型简单、受力性能优越、兼具单层网壳和双层网壳受力特点的结构形式.这种网壳具有便于工业化加工制作和装配化施工的显著优点.目前,针对六杆四面体单元所组成的各种形体的网壳已展开了较为系统的结构体系研究,但对节点的研究还相对较少.针对六杆四面体单元组成的球面网壳结构提出了一种满足装配化要求的刚性连接的球形端板式节点,并采用通用有限元分析软件进行了考虑接触效应的非线性有限元分析.结果表明:在轴拉和压弯荷载作用下,该节点受力性能良好,可满足实际工程设计的需要.

摘要：提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰接六杆四面体单块扭网壳作了静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明上弦杆全部受压,下弦杆全部受拉,腹杆除周边一、二圈局部杆件受压外大部分也都受拉,各类杆件内力变化幅度很小,有利于杆件截面选配,提高材料的利用效率.结构的整体刚度好,结构的双非线性稳定系数对比于相应特征值屈曲系数降幅很小,用钢指标优越.这类网壳结构在两种网格抽空方式的单块扭网壳、三种形式的四块组合型扭网壳和一种两块组合型扭网壳中有推广应用的前景.

摘要：六杆四面体单元组成的各种空间网壳是一类结构构造简单,受力性能优越的空间结构形式,其节点可根据整体结构力学性能的不同要求采用多种不同的连接方式。目前,针对六杆四面体单元所组成的各种形体的网壳及不同的节点连接方式已展开了较为系统的理论分析和模型试验研究,但对节点的构造做法研究还相对较少。在六杆四面体单元组成的球面网壳基础上提出了一种可装配的半刚性连接球形端板式节点,采用通用有限元分析软件Abaqus建立了精细化有限元节点模型并进行了数值模拟分析,分析结果表明:该节点可应用于满足装配要求的弦杆刚接、腹杆铰接的由六杆四面体单元组成的球型网壳,且节点受力性能优越,可满足实际工程的需要。