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第1章 空间结构类型及建模 1

1.1 网架结构 1

1.1.1 几何不变性分析 2

1.1.2 网架结构分类 3

1.1.3 网架选型基本规定 9

1.2 网壳结构 9

1.2.1 网壳结构的分类 10

1.2.2 柱面网壳结构 13

1.2.3 球面网壳结构 15

1.2.4 网壳选型基本规定 20

1.3 自由曲面建模 21

1.3.1 曲面生成 22

1.3.2 网格划分 23

1.3.3 基本原理 23

1.3.4 曲面建模 25

1.4 悬索结构 29

1.5 管桁架结构 33

1.6 张弦梁结构 35

1.7 索穹顶结构 36

本章参考文献 38

第2章 空间结构设计 39

2.1 荷载和作用 39

2.1.1 永久荷载 40

2.1.2 屋面活荷载 41

2.1.3 风荷载 41

2.1.4 雪荷载 43

2.1.5 积灰荷载 45

2.1.6 施工和检修荷载 45

2.1.7 吊车荷载 45

2.1.8 温度作用 46

2.2 空间结构地震作用 48

2.2.1 地震计算方法 49

2.2.2 网格结构动力特性 50

2.2.3 抗震验算的条件 51

2.2.4 振型分解反应谱法 52

2.3 空间结构计算 55

2.3.1 空间杆单元 55

2.3.2 空间梁单元 59

2.3.3 空间索单元 63

2.4 空间结构设计验算 66

2.4.1 杆件应力验算 66

2.4.2 挠度验算 67

2.4.3 长细比验算 67

2.4.4 计算长度系数 70

本章参考文献 71

第3章 节点及支座设计 72

3.1 螺栓连接节点 72

3.1.1 一般螺栓连接 72

3.1.2 螺栓球节点 75

3.1.3 螺栓板节点 89

3.2 焊接节点 90

3.2.1 一般焊接连接 90

3.2.2 焊接空心球节点 91

3.2.3 焊接钢板节点 98

3.2.4 相贯节点 101

3.3 其他连接节点 105

3.3.1 铸钢节点 105

3.3.2 嵌入式毂节点 112

3.3.3 预应力索节点 116

3.4 支座节点 118

3.4.1 支承布置及构造 118

3.4.2 支座假定 119

3.4.3 平板压力支座 121

3.4.4 单、双面弧形压力支座 124

3.4.5 球铰压力支座 126

3.4.6 平板拉力支座 126

3.4.7 单面弧形拉力支座 127

3.4.8 可滑动铰支座 127

3.4.9 球铰拉力支座 127

3.4.10 橡胶板式支座 128

3.4.11 刚接支座 131

本章参考文献 131

第4章 网格结构设计实例 133

4.1 USSCAD介绍说明 133

4.2 网架结构设计实例 134

4.2.1 工程概况 134

4.2.2 结构选型 135

4.2.3 建立模型 135

4.2.4 分析设计 137

4.2.5 结构施工图 138

4.2.6 支座节点设计 143

4.3 网壳结构设计实例 146

4.3.1 工程概况和选型 146

4.3.2 建立模型和计算 147

4.3.3 支座节点设计 150

本章参考文献 152

第5章 结构非线性分析 153

5.1 非线性有限元概述 153

5.2 几何非线性 155

5.2.1 Lagrange列式法 155

5.2.2 杆单元切线刚度 158

5.2.3 梁单元切线刚度 159

5.3 材料非线性 163

5.3.1 基于钢材屈服准则的杆件模型 163

5.3.2 基于截面塑性的杆件模型 166

5.3.3 塑性铰杆件模型 168

5.3.4 受力全过程杆件模型 172

5.4 非线性方程求解方法 177

5.4.1 牛顿法 178

5.4.2 收敛准则 180

5.4.3 弧长法 180

5.5 网壳的稳定性计算 182

本章参考文献 186

第6章 安装应力研究分析 188

6.1 初始几何缺陷 188

6.2 安装应力试验研究 191

6.2.1 安装应力试验 191

6.2.2 极限承载力试验 194

6.2.3 安装应力影响机理 196

6.3 安装应力有限元研究 198

6.3.1 随机有限元法 198

6.3.2 算例一 200

6.3.3 算例二 202

6.3.4 对比分析 205

本章参考文献 207

第7章 免疫力设计方法 208

7.1 定义及研究意义 208

7.2 研究综述 209

7.3 损伤免疫力 211

7.3.1 以不引起其他构件失效为准则 211

7.3.2 以变形特性为指标 217

7.3.3 以极限承载力为指标 218

7.3.4 以体系可靠度为指标 219

7.3.5 四种不同免疫力评述 221

7.4 损伤免疫力设计方法 222

7.5 工程实例介绍 228

7.5.1 工程实例1 228

7.5.2 工程实例2 233

本章参考文献 237