[发明专利]一种孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单层球面网壳模型制作方法，具体涉及一种孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型制作方法。

背景技术

网壳结构因其受力合理、自重轻、抗震性能优越等显著优点被广泛应用。与此同时，鉴于网壳结构的公共性、标志性、群体避难性功能，对网壳结构在地震、强风、爆炸冲击等极端荷载作用下的工作行为分析提出了更高的要求，诸如网壳结构无征兆的动力失稳破坏模式研究，网壳结构在爆炸冲击荷载作用下工作行为研究等等。国内外学者对网壳结构强震下破坏模式及其破坏机理进行了大量研究，意在认识网壳无征兆失稳破坏的规律，进而能合理设计网壳以避免出现这样的灾变。但是，目前网壳研究是亟待解决的问题，基于各种理论的定性分析和定量的数值模拟分析需要实验模型的验证才能确认其正确性以及精度等，而足尺试验不可行，局部模型试验又不能完全反映结构工作性能。所以，人们期待能与足尺工作性能一致的缩尺模型、来进行结构实验分析研究。目前，球面网壳模型制作方法存在以下缺点：多采用焊接技术，体积较大，模型节点较少，只能在实验室内部组装，需要吊车配合才能移动，且模型的制作过程中，需要花费大量的人力财力。特别是，由于网壳结构的特有构造，缩尺模型需要反映足尺网壳结构的真实工作行为，因此对模型的设计和制作工艺提出了特有的要求，目前国内未见这样模型的制作先例。

发明内容

本发明为解决现有球面网壳模型制作方法制作的实验模型体积较大、模型节点较少，且模型制作过程中需要花费大量的人力财力的问题，进而提出一种孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型制作方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型包括底板、多个圆柱体节点和多个连接杆件，多个圆柱体节点呈半球面分布设置，相邻两个圆柱体节点通过连接杆件固定连接，多个圆柱体节点与多个连接杆件形成网状半球面，所述网状半球面的开口端固定安装在底板的上表面上，本发明所述一种孔洞胶接节点装配式单层球面网壳模型制作方法的具体步骤如下：

步骤一、根据实际需要确定球面网壳模型的跨度、矢跨比、每个连接杆件的材料、截面尺寸、每个圆柱体节点尺寸；

步骤二、对连接杆件在拉力机上做三组材性实验，测出连接杆件的弹性模量和切线刚度；

步骤三、应用有限元软件对球面网壳模型进行有限元建模，根据有限元模型对球面网壳模型中的圆柱体节点进行编号，并计算相邻两个圆柱体节点之间连接杆件的长度，每个连接杆件在动荷载作用下倒塌时的最大轴力，每个连接杆件与相对应的圆柱体节点胶结后的轴力，每个圆柱体节点的环向角度和纵向角度；

设相邻三个圆柱体节点的编号为i，j，k，则编号为i的圆柱体节点的坐标为(x_i，y_i，z_i)、编号为j的圆柱体节点的坐标为(x_j，y_j，z_j)、编号为k的圆柱体节点的坐标为(x_k，y_k，z_k)，

a)、计算编号为i的圆柱体节点与编号为j的圆柱体节点之间连接杆件的长度L_ij：

Lij=(xi-xj)2+(yi-yj)2+(zi-zj)2]]>①