基于分叉结构的穹顶温室试验与仿真优化

基于最优穹顶温室缩尺模型承力面面积比例分配计算得上3层横梁及竖梁相应荷载，在ANSYS中进行逐级静力仿真，与雪载模拟应变试验对比，结果表明，微应变与加载质量呈线性相关，试验相关系数为0.9932~0.9999，仿真相关系数为0.9948~1，仿真与试验微应变相对误差为1.840%～8.386%，仿真方法可靠。对1层横梁和竖梁在网格尺寸为10、12、16、18、20mm时进行静力仿真，结果表明，模型半径在0.24m时，适宜的网格尺寸为16～18mm。在ANSYS中，采用同样方法计算仿真加载值，对半径6m的穹顶温室12组方案进行初选、线性屈曲、力学校验（刚度、强度、稳定性）等逐步分析，得到共4层、第1层梁数为8、混合分叉结构为最优方案；对半径12、18m的穹顶温室最优结构进行屈曲仿真，结果表明，在水平荷载作用下1阶初始模态缺陷明显，在竖直、水平荷载作用下，非线性屈曲荷载平均为线性屈曲荷载的0.37、0.57倍，说明有必要对大跨度穹顶温室进行非线性屈曲分析，以保证其结构足够稳定；力学校验皆合格，且半径为6、12、18m温室的稳定性校验值在组合2作用下分别为组合1作用下的1.89、2.26、2.33倍，强度在2种组合作用下差别不大；与1152m2 Venlo型连栋玻璃温室相比，3种尺寸温室单位体积用钢量可节约40.11%～59.34%。

Test and Simulation Optimization of Dome Greenhouse Based on Branching Structure