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【上海科技馆单层网壳结构节点受力分析】 单层网壳

上海科技馆单层网壳结构节点受力分析

赵金城许洪明

(上海交通大学上海200030)

摘要:采用ansys有限元分析程序对上海科技馆单层网壳结构典型节点进行了分析,通过对节点上的连接杆件、

节点板、螺栓的受力分析,得出一些有意义的结论。

关键词:单层网壳结构节点有限元分析

stressanalysisofthejointofadomeshanghaim

xuhongming

jiaotonguniversityshanghai200030)

abstractthetypicaljointofahugeellipsoidalaluminumdomeinthemiddlepartoftheshanghaiscience&technologymuseumis

analyzedusingthefiniteelementprogramansys.thestressdistributionsinthestructuralaluminummember,thegussetplate,thelockboltfastenerarestudiedrespectively.basedontheanalysis,someconclusionsaremadeinthepaper.

keywords:ellipsoidalaluminumdomestructurejointfiniteelementanalysis

上海科技馆建筑中部为一巨型椭球体单层网壳

结构。该网壳结构由美国temcor公司设计、制作,长轴尺寸为67m,短轴尺寸为51m,高4116m。杆件采用铝钛合金工字形截面。典型节点如图1所示。节点共有6根工字形截面杆件、上下两块铝合金节点板,通过紧固螺栓与杆件连接。各工字形截面杆件形心与主轴不在同一平面内,互成角度。与其它形式的节点相比,这种节点具有结构简单轻巧、节约材料、不需要焊接、施工方便、形式美观等优点

寻其破坏机理。

1基本假定

(1)螺栓一端与节点板固定,另一端与杆件固

定,且不考虑螺纹的影响;

(2)弹性分析;

(3)不考虑杆件的扭矩及节点平面内弯矩的影响;

(4)加载时边界条件的性质保持不变。2分析模型的建立

(1)杆件:根据工字型截面杆件、连接螺栓以及

与连接板的空间位置、尺寸关系建立局部坐标系,在局部坐标系中,先建一工字形截面与一杆件平行的直线,将截面沿着直线延伸一定的距离,即可完成杆件的建模。

(2)节点板:因为节点板并非平面薄板,而是略

图1网壳节点示意mm

节点在网壳结构中具有特殊的作用和重要性,因为每个节点上连接杆件很多,各杆件处于空间位

置是多方位的,通过节点传递三维力流也很复杂,节点设计的好坏,无疑是网壳结构成败的关键之一。本文对节点的三维受力运用ansys软件进行有限元分析,目的在于了解整个节点的受力情况,进而探

industrialconstruction2001,vol131,no110


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