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《第十八届全国现代结构工程学术研讨会论文集 一:大会报告》2018年
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单层球面网壳的拓扑优化形态及受力性能研究

杜文风  刘琦  王龙轩  贺鹏斐  张帅亮  
【摘要】:针对单层球面网壳结构竖向刚度和稳定性较差的问题,采用拓扑优化的方法对其最优形态进行了研究。首先应用OptStruct对球面薄壳结构进行了形貌优化,在周边多点位移约束和竖向均布荷载作用下,通过设置线性屈曲约束比例因子,得到了一种新型的折壳结构形态;然后基于球面薄壳结构的拓扑优化结果,构建了一种单层球面折网壳结构;最后对单层球面折网壳结构的刚度和稳定性能进行了分析。研究结果表明,单层球面折网壳结构比单层球面网壳结构用钢量增加了5.47%,但竖向刚度提高了49.30%,一阶特征值屈曲荷载提高3.36倍,几何非线性极限承载力提高6.1倍。单层球面折网壳结构与单层球面网壳结构相比,不仅受力性能明显提高,而且对几何初始缺陷及不对称荷载的敏感性也显著降低。
【作者单位】:河南大学钢与空间结构研究所
【基金】:U1704141
【分类号】:TU399

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