杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响

作者：李会军; 何双华; 余振超

来源：空间结构, 2020, 26(03): 24-33.

DOI：10.13849/j.issn.1006-6578.2020.03.024

• 铝合金单层网壳
• 杆件缺陷
• 等效荷载法
• H型钢截面
• 面内失稳
• 杆件缺陷最不利分布

单层网壳属于缺陷敏感型结构.为理清杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响程度及规律,首先提出了一种形成杆件缺陷的方法,即等效荷载法(equivalent load method, ELM),并详细阐述了该法的基本原理与实现步骤,而后系统地研究了3种杆件缺陷形式、12种缺陷幅值及杆件弯曲方向对网壳稳定承载能力的影响,最后基于修正的特征值缺陷模态法给出了杆件缺陷在网壳中的最不利布置方案.主要得出如下结论:提出的ELM可高效、便捷地形成杆件缺陷,特别适合于由众多根杆件组成的空间网格结构.与以往采用的半正弦波相比,由该法形成的杆件缺陷形式对网壳稳定承载力略为更不利.另外,杆件缺陷形式亦可采用两端固结杆的特征值屈曲模态;对于面内方向刚度较弱的网壳(如H型截面杆件)来说,稳定承载力往往由面内刚度决定,杆件缺陷弯曲方向布置在面内更为不利.杆件缺陷对该类网壳稳定承载力的影响很显著,杆件缺陷的存在会改变该类网壳的失效模式;随着杆件缺陷幅值的增大,网壳极限荷载逐渐降低,离散程度大体上逐渐增大,杆件弯曲方向对极限荷载的影响愈加明显;修正的特征值缺陷模态法可一次性获得缺陷杆件在网壳中的最不利分布形式,克服了随机缺陷模态法工作量大的缺点.提出的ELM可便捷地推广至其他类型空间网格结构当中.

• 单位
  华北水利水电大学; 建筑工程学院; 西北农林科技大学