基于ANSYS的单层球面网壳参数化建模及风振响应分析(2)
2.4网壳结构形式选取 7
第三章 单层球面网壳静力分析 8
3.1静力分析简介 8
3.2静力分析理论基础 8
3.3参数化建模 8
3.3.1坐标系的选取 8
3.3.2单元类型选取 9
3.3.3材料属性等的确定 10
3.4边界条件与载荷的确定 10
3.5结果分析 11
3.5.1变形图 11
3.5.2位移云图 11
3.5.3结构受力 12
3.5.4轴力、弯矩、剪力 13
第四章 单层球面网壳模态分析 15
4.1模态分析 15
4.1.1基本概念 15
4.1.2模态提取方法 15
4.1.3模态分析过程 16
4.2结果分析 16
4.2.1固有频率 16
4.2.2振型及其位移云图 17
第五章 单层球面网壳风振响应分析 19
5.1随机风响应动力方程 19
5.2大跨度空间结构风振响应的主要方法 19
5.2.1风洞实验 19
5.2.2理论方法 19
5.2.3数值风洞 20
5.3风压时程数值模拟 20
5.4风振时程分析流程 23
5.5结果分析 24
5.5.1位移云图分析 24
5.5.2轴向力分析 24
5.5.3时域分析 24
5.5.4频域分析 26
第优尔章 结论与展望 28
6.1结论 28
6.2展望 28
参考文献 29
致谢 31
前言
随着科技的进步和生活水平的提高，建筑的外在表现之一就是人们愈发追求足以容纳更多人口的大跨度空间结构。网壳结构由于其外在造型优美,内部结构受力均匀等优点越来越受到广大建筑师的青睐，广泛应用于国内外的各种公共建筑物中。
出于安全角度考虑，对建筑物的各项安全指标要有足够的科学性的调研。在大型通用有限元软件还未研发出来之前，对网壳结构的各项分析大都是基于人工计算，这种方法不但耗时长，在精准度等方面也达不到实际要求。ANSYS是目前国际上应用最为广泛的大型通用有限元软件，在进行有限元分析和结构优化等方面具有强大的优势，既能够节省工程师的精力、缩短分析时间，又能够全面分析结构的各项指标，达到对结构的全面了解，为实际应用奠定科学性的理论基础。
APDL在作为ANSYS参数化设计语言的意义在于可以用来自动完成一系列有限元的常规分析操作、通过参数化方式构建分析模型。对于复杂的分析模型，比如本文研究的大跨度空间网壳结构，由于大数量的节点和杆件的存在，直接进行模型的建立显然是繁琐不堪的。此时，应用APDL进行节点与杆件的循环就能够很好地完成有限元模型的建立。
对于单层球面空间网壳结构，由于其具有跨度大、自振周期长、重量轻等特点，因此划分到高层、高耸结构这类风敏感结构。与此同时，我国现行的《建筑结构规范》，对单层球面网壳结构的抗风设计是缺乏技术性支持的。所以，寻求一种合理高效的风振响应分析方法是极具必要性的。本文摒弃传统人工分析方法，运用ANSYS软件及APDL编程实现对单层球面网壳的风振响应分析，为大跨度空间网壳提供一种新型且前景广阔的分析方法。
第一章 绪论
1.1空间网壳结构的应用与发展