大跨维修机库屋盖双层斜放四角锥网架的拟板法静力特性研究

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斜放四角锥网架自重轻、刚度大、结构整体性强,力学性能与经济性能优良,被广泛运用在各种不同跨度的机库屋盖结构中。此类结构在选型设计时要解决的核心问题是:机库屋盖网架的结构以及用于悬挂设备的导轨在荷载作用下产生的变形是否能控制在规范规定的范围内,保证机库内各器械的正常工作,因此本文主要基于连续化理论对机库特殊支承的网架结构进行理论分析方法研究。本文首先运用等效刚度法的思想将网架结构等效为一块连续的夹层板,并通过理论推导得到了网架结构的薄膜、抗弯、剪切刚度表达式;然后以拟夹层板法为理论分析基础,结合混合法推导了双层斜放四角锥网架的基本控制方程;最后对比了所得控制方程与经典板理论中板的控制方程的一致性,并验证了其对一般边界条件的适用性。使用分解刚度法将本文拟夹层板模型的控制方程简化为一个四阶偏微分方程与一个二维泊松方程。结合统一解法与试探函数法对这两个方程进行计算,得到了一个能较为精确描述网架等效夹层板在均布荷载作用下产生的挠度的表达式,此法不仅能运用于其他双层平板网架结构,同时在复杂支承条件的处理方面具有很大的优势。以广州白云国际机场G3机库喷漆机库为工程背景,使用有限元分析软件对几种不同支承条件下的双层斜放四角锥网架作了静力分析,采用本文推导的挠度表达式计算本文夹层板模型在均布荷载作用下的挠度,将所得到的解析解与有限元分析得到的数值解进行对比,论证该方法的精度。
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