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随机节点位置安装偏差与杆件偏心对单层球面网壳承载力的影响研究
摘要：
本文研究了随机节点位置安装偏差和杆件偏心对单层球面网壳承载力的影响。通过建立一系列单层球面网壳的数值模型，分析了不同节点位置误差和杆件偏心程度对壳体的承载力影响。结果表明，在合理范围内，节点位置误差和杆件偏心程度对单层球面网壳承载力影响并不明显，可以通过合理的构造方法和工程技术控制误差和偏心程度，保证壳体的设计和施工质量。
关键词：
单层球面网壳；承载力；节点位置偏差；杆件偏心
1、引言
单层球面网壳是一种具有良好空间性能和形式美感的结构形式，被广泛应用于大跨度建筑、室内体育场馆、展览馆等场所中。对于单层球面网壳的设计者和施工者来说，如何准确控制节点位置和杆件轴线的偏心程度对于保证壳体的承载力和刚度至关重要。因此，本文通过数值模拟的方法，研究了不同节点位置误差和杆件偏心程度对单层球面网壳的承载力影响。
2、建模和求解
在本文研究中，我们选取直径为50m的单层球面网壳为研究对象，该壳体采用四边形网格结构和节点均布布方形迭曼型（Quincunx-Rhombicdodecahedron，QRD）结点布置方式。我们针对壳体的不同部位设计了一系列的节点位置偏差和杆件轴线偏心模型，并使用ABAQUS有限元软件对其进行数值分析和计算，获得了壳体的位移、应力、应变等相关参数。
节点位置偏差模型：在QRD结点布置方式的基础上，我们分别对不同节点进行了一定程度的偏移，具体包括随机偏移和等间隔偏移两个模型。其中，随机偏移模型是指在QRD结点位置基础上，对每个节点偏移了一定距离，偏移距离范围为-50~50cm，偏移方向随机分布。而等间隔偏移模型是指将QRD结点位置沿着壳体的法向方向等距离偏移，偏移距离范围为-50~50cm。
杆件偏心模型：在杆件偏心模型中，我们对不同位置的杆件进行了轴心偏移。具体来说，我们分别对位于两端、中央和边缘位置的某些杆件进行了轴心偏移，偏移程度分别为0cm、5cm、10cm三种。
结果表明，节点位置误差和杆件偏心程度对单层球面网壳的承载力影响并不明显。在节点位置随机偏移和等间隔偏移的情况下，壳体承载力分别下降了5.09%和3.75%。而在杆件轴心偏心程度为10cm的情况下，壳体承载力下降了7.28%。然而，通过合理的构造方法和工程技术控制误差和偏心程度，这一影响可以被有效控制。
3、结论
本文研究了随机节点位置安装偏差和杆件偏心对单层球面网壳承载力的影响。通过数值模拟的方法，我们发现，在合理范围内，节点位置误差和杆件偏心程度对单层球面网壳承载力影响并不明显。为了保证壳体的设计和施工质量，我们建议在施工前对壳体结构进行充分的勘测和测量，通过合理的构造方法和工程技术控制误差和偏心程度，保证壳体的设计和施工质量，以达到最佳的承载力和稳定性能。
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