考虑稳定性的树状结构形态布局优化研究

摘要：

为了研究树状结构在满足结构合理受力状态基础上,树状结构形态布局与结构稳定性之间的关系,基于逆吊递推找形法建立树状结构几何模型,考虑结构初始缺陷和几何-材料双重非线性,采用有限元法对树状结构进行结构稳定性计算,分析了管径、相邻级杆外径比、分支节点位置等参数对结构稳定性和失效模式的影响.研究结果表明:在JGJ 7-2010《空间网壳结构技术规程》中规定的幅值下,初始缺陷对结构稳定性影响较小,几何-材料非线性对树状结构稳定性影响较大;主干管径与结构高度之比为0.045时,结构稳定承载力最大,结构单位质量承载力随管径增加呈先增加后趋于水平的变化规律;外径比影响结构失稳形式,结构稳定性随外径比的增加呈先增大后减小的变化规律,外径比为0.8时结构单位质量承载力最大;分支夹角(结构形态布局)对树状结构稳定性影响显著,当分支与主干轴线夹角为30°时,树状结构材料利用率最大,形态布局最优;树状结构稳定性随外侧杆件刚度的增大而显著提高.

关键词：树状结构、稳定性、有限元分析、材料利用率、形态布局

所属期刊栏目：39

分类号：TU391;TU311.41(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目51179164

在线出版日期：2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：61-68