施威德勒型球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)非線性屈曲分析

板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種受力性能合理,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益良好的新型空間結(jié)構(gòu)形式。本文結(jié)合復(fù)合材料力學(xué)理論和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)(板殼理論),采用組合結(jié)構(gòu)有限元對復(fù)合材料層合板自身的局部穩(wěn)定性和主要影響因素進(jìn)行全面和深入的研究,研究復(fù)合材料板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力性能,為復(fù)合材料板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和層合板鋪層設(shè)計(jì)提供理論上的依據(jù),得出了可應(yīng)用于工程實(shí)踐的重要結(jié)論。

為了尋找網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)合理的總造價(jià)及初始造價(jià)與總造價(jià)的比例,基于結(jié)構(gòu)魯棒性h∞理論,引入獨(dú)立分布中心極限定理及結(jié)構(gòu)全壽命周期概念,給出基于結(jié)構(gòu)非線性魯棒性的全壽命周期造價(jià)算法,進(jìn)而以全壽命周期造價(jià)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),分析結(jié)構(gòu)全壽命周期造價(jià)的變化特性.通過對多個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的實(shí)例計(jì)算,得到結(jié)構(gòu)的合理造價(jià)組成及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式.結(jié)果表明,以全壽命周期造價(jià)為目標(biāo),網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)存在最低造價(jià),同時(shí)初始造價(jià)與總造價(jià)比約為45%；基于非線性魯棒性分析,凱威特型網(wǎng)殼的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于施威德勒型網(wǎng)殼和聯(lián)方型網(wǎng)殼.

肋環(huán)型球面空腹網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力性能分析——空腹網(wǎng)殼是由平板型空腹網(wǎng)架演化而來的新型曲面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，形式多樣．為了解其中肋環(huán)型球面空腹網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在豎向靜載作用下的力學(xué)性能，本文采用空間梁單元，在邊界上、下弦節(jié)點(diǎn)均約束線位移時(shí)共計(jì)算了22個(gè)算例，討論...

單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化設(shè)計(jì)——針對5種典型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)型式(聯(lián)方型、施威德勒型、凱威特型、三向格子型和短程線型)，本文采用基于離散變量的序列兩級截面優(yōu)化算法對一百個(gè)不同跨度(3om～60m)、不同矢高(1／3～1／7)的網(wǎng)殼進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，在截面優(yōu)化...

半剛性連接球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析——通過半剛性節(jié)點(diǎn)模型，利用有限元方法對球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析．建立了半剛性情形下單元?jiǎng)偠染仃?，通過求解特征值問題，得到半剛性球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自振特性規(guī)律，并與理想剛接及理想鉸接情形進(jìn)行了對比．采用時(shí)程分析法對球...

某工程單層橢園錐面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性分析——某工程采用環(huán)肋式單層橢圓錐面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),頂部為一斜平面。由于與相鄰建筑物相交,球面網(wǎng)殼在局部的整體性遭受破壞,并在斷開處與相鄰的建筑物結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單向鉸接。該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上大下小,比較特別。對一般單層網(wǎng)殼結(jié)...

單雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多點(diǎn)隨機(jī)地震響應(yīng)研究——在采用虛擬激勵(lì)法的理論基礎(chǔ)上，采用改進(jìn)的c-p隨機(jī)地震動(dòng)模型對周邊雙層中部單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在多點(diǎn)地震激勵(lì)條件隨機(jī)地震響應(yīng)進(jìn)行分析，并編制了相應(yīng)計(jì)算程序.通過對算例的計(jì)算分析指出：一致性輸入地震響應(yīng)小于多...

大型復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)施工方法多樣復(fù)雜,所以結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力有很大差異,為了保證工程的安全可靠,施工前期對結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程中的數(shù)值模擬分析,為結(jié)構(gòu)安全施工提供保障。本文結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行施工過程分析,計(jì)算施工過程桿件內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)位移,計(jì)算結(jié)果表明,該工程確定的施工方法合理可行的,從而為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

某單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析與研究 摘要本文針對目前中國規(guī)范《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中提到的網(wǎng)殼的穩(wěn) 定性計(jì)算的三種方法進(jìn)行了比較分析和研究。并且通過對一個(gè)實(shí)際工程中的單層 網(wǎng)殼進(jìn)行研究，分析和探討了影響單層網(wǎng)殼穩(wěn)定性的若干參數(shù)，得到了一些有價(jià) 值的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)供參考。 關(guān)鍵詞單層網(wǎng)殼；整體穩(wěn)定；非線性屈曲；幾何非線性；材料非線性 中圖分類號tu356文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號 1673-9671-(2012)072-0092-02 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雖然有大的跨度，但由于其高跨比小，整體結(jié)構(gòu)在外荷載作用下表 現(xiàn)出強(qiáng)烈的大位移非線性效應(yīng)，在計(jì)算分析中必須考慮這種非線性效應(yīng)。又由于 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件呈受壓狀態(tài)，典型的破壞形式是失穩(wěn)破壞。這種破壞的突 發(fā)性，使得損失更加嚴(yán)重。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞時(shí)鋼材實(shí)際承受的應(yīng)力水平很 低，常常僅為30mpa-40

考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的彈塑性，對一個(gè)k6型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過對比分析發(fā)現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定承載力約為其彈性穩(wěn)定承載力的50％，材料的彈塑性對不對稱荷載作用下的穩(wěn)定承載力的影響更顯著。

單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定分析 摘要：考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的彈塑性，對一個(gè)k6型單層球面網(wǎng)殼 進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過對比分析發(fā)現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定承載力約為其彈性穩(wěn) 定承載力的50％，材料的彈塑性對不對稱荷載作用下的穩(wěn)定承載力的影響更顯 著。 關(guān)鍵詞：單層球面網(wǎng)殼；彈塑性；穩(wěn)定性；極限承載力 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是單層網(wǎng)殼分析設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題，單層網(wǎng)殼和 厚度較小的雙層網(wǎng)殼都存在失穩(wěn)的可能性。研究表明[1]，影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 的主要因素包括：非線性效應(yīng)；初始缺陷；曲面形狀；結(jié)構(gòu)剛度；節(jié)點(diǎn)剛度；荷 載分布；邊界條件。因此，網(wǎng)殼規(guī)程第4.3.4條規(guī)定，通過網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何非線 性全過程分析、并考慮初始缺陷、不利荷載分布等影響而求得的第一個(gè)臨界點(diǎn)處 的荷載值，作為該網(wǎng)殼的極限穩(wěn)定承載力。通過規(guī)定網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的極限穩(wěn)定承載力 與實(shí)際荷載之比大于安全系數(shù)k來保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定

考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的彈塑性,對一個(gè)k6型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過對比分析發(fā)現(xiàn),此結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定承載力約為其彈性穩(wěn)定承載力的50%,材料的彈塑性對不對稱荷載作用下的穩(wěn)定承載力的影響更顯著。

杭州國際博覽中心城市客廳部分采用了單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式.該球殼跨度較大,且由于建筑需要局部開有兩個(gè)洞口,體型較為復(fù)雜.運(yùn)用midas有限元分析軟件,考慮兩種荷載工況對該單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體穩(wěn)定性分析.首先對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了兩種工況下的特征值屈曲分析,預(yù)測結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度;然后根據(jù)球殼的屈曲模態(tài),采用一致缺陷法,對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了幾何非線性屈曲分析,并對比分析了不同的球殼初始缺陷對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響.研究結(jié)果表明:該球殼結(jié)構(gòu)對初始缺陷較為敏感,初始缺陷的存在會(huì)明顯降低結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性,且缺陷越大其穩(wěn)定臨界荷載系數(shù)越小;不同的荷載工況,球殼的臨界失穩(wěn)條件也不相同,臨界荷載系數(shù)差別也較為明顯.

采用基于復(fù)合材料一階剪切效應(yīng)理論的有限元法分別研究了含分層損傷的復(fù)合材料層合光板、單向加筋板和格柵加筋(ags)板的熱屈曲性態(tài)。在分析中考慮材料熱物理性質(zhì)與溫度相關(guān)特性,同時(shí)在分層前緣采用了位移約束條件以保證分層區(qū)域的各子板的變形相容要求。3種結(jié)構(gòu)的典型算例分析和結(jié)果的比較表明,復(fù)合材料格柵(ags)板具有很強(qiáng)的抗熱屈曲的能力,但是,分層損傷將使其臨界溫度降低,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致熱屈曲的模態(tài)發(fā)生改變。本文中提出的方法和所得結(jié)論對ags結(jié)構(gòu)的熱承載能力預(yù)測和損傷容限設(shè)計(jì)將具有參考價(jià)值。

按照美國aar標(biāo)準(zhǔn),利用有限元軟件ansys對40t軸重不銹鋼礦石專用敞車車體進(jìn)行了非線性屈曲分析。文章主要考慮幾何非線性,采用增量法對地板有無拱筋的2種車體模型進(jìn)行分析計(jì)算,通過計(jì)算結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)地板上加拱筋不僅提高了車體的強(qiáng)度,還可以增強(qiáng)地板的剛度,使車體在規(guī)定載荷內(nèi)不發(fā)生屈曲,提高車體的穩(wěn)定性。

直埋供熱管道在溫度應(yīng)力作用下的屈曲變形是管道設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題。應(yīng)用有限元軟件ansys,建立三維管土相互作用的有限元模型,模擬出溫度應(yīng)力作用下管道非線性屈曲變形過程。對不同的管道埋深、管徑、管土摩擦系數(shù)以及初始缺陷等影響因素進(jìn)行參數(shù)化分析,得出了不同因素影響下管道的臨界屈曲溫差和屈曲變形規(guī)律。結(jié)論表明在初始缺陷小,埋深大,管徑大等情況下直埋供熱管道具有較強(qiáng)的整體穩(wěn)定性。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具體案例分析——國家大劇院 姓名：宋建宇班級：2011級5班學(xué)號201101020530 摘要：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)即為網(wǎng)狀的殼體結(jié)構(gòu)，或者說是曲面狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其外形為殼， 其形成網(wǎng)格狀，是格構(gòu)化的殼體，也是殼形的網(wǎng)架。它是以桿件為基礎(chǔ)，按一定 規(guī)律組成網(wǎng)格，按殼體坐標(biāo)進(jìn)行布置的空間構(gòu)架，兼具桿系結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)的性 質(zhì)，屬于桿系類空間結(jié)構(gòu)。與平面網(wǎng)架不同，它的承載力特點(diǎn)為沿確定的曲面薄 膜傳力，作用力主要通過殼面內(nèi)兩個(gè)方向的拉力或壓力以及剪力傳遞。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 兼有薄殼結(jié)構(gòu)和平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，是一種很有競爭力的大跨度空間結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵字：殼體結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、未來展望 正文： 國家大劇院外部為鋼結(jié)構(gòu)殼體呈半橢球形，平面投影東西方向長軸長度為 212.20米，南北方向短軸長度為143.64米，建筑物高度為46.285米，比人民 大會(huì)堂略低3.32米，基礎(chǔ)最深部分

有計(jì)劃地針對六種實(shí)際尺寸的常用單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),利用ansys軟件及自編的前后處理程序進(jìn)行了3200余例網(wǎng)殼雙重非線性全過程分析。求得網(wǎng)殼的彈塑性極限承載力,系統(tǒng)地考察了初始缺陷和荷載不對稱分布,支承條件等因素對單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性穩(wěn)定性能的影響,著重研究考慮材料非線性后網(wǎng)殼極限承載力的變化規(guī)律。通過這種大規(guī)模參數(shù)分析研究,較全面了解單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性能,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

對單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行了幾何非線性穩(wěn)定分析,利用一般空間梁單元的有限元分析,采用特征值屈曲分析預(yù)測結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度,再以弧長法對結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行全過程跟蹤分析,求得極限臨界荷載。本文詳細(xì)分析了40m跨度施威德勒型鋁合金網(wǎng)殼在不同荷載作用下的穩(wěn)定性,以及不同支承條件、不同失跨比對穩(wěn)定性的影響。

以k8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,采用有限元分析軟件ansys進(jìn)行建模和計(jì)算,對鋁合金網(wǎng)殼進(jìn)行了幾何非線性穩(wěn)定分析,討論了矢跨比、荷載分布形式、初始缺陷和支承條件對網(wǎng)殼穩(wěn)定性承載力的影響。通過與鋼網(wǎng)殼比較,得到了一些關(guān)于鋁合金單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性的結(jié)論,可為相關(guān)的工程設(shè)計(jì)提供參考。

以一31.1m×24.1m跨度的橢圓拋物面輻射式張弦梁結(jié)構(gòu)為分析對象,考慮幾何非線性、初始幾何缺陷、材料彈塑性及活載的半跨布置,對其非線性屈曲性能進(jìn)行研究。采用分批分階段的拉索張拉施工方案,通過對張拉全過程的仿真分析,得到直接指導(dǎo)施工的各組拉索張拉力。研究表明:初始幾何缺陷按最低階屈曲模態(tài)分布時(shí),穩(wěn)定承載力系數(shù)并非最小;荷載不對稱分布對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更為不利;材料非線性對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大;初始幾何缺陷取短軸跨度的1/500較為適宜;各組拉索的實(shí)際施工張拉力與目標(biāo)索力差別較小,張拉過程中,群索之間索力的相互影響不大。

采用橡膠支座的隔震方式是目前較成熟的隔震技術(shù),但橡膠支座存在著水平變形大、阻尼較小、耗能不足等問題。sma-橡膠復(fù)合隔振支座充分利用了形狀記憶合金(sma)絲的超彈性特點(diǎn),在支座工作時(shí)起到恢復(fù)力主要補(bǔ)充作用,使得支座在抗側(cè)移能力和耗能方面都得到了加強(qiáng)。通過建立雙層球面網(wǎng)殼模型,對其在普通橡膠支座和sma復(fù)合橡膠支座兩種不同工況下的隔震效果進(jìn)行對比分析,說明在采用后者的雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)其桿件的內(nèi)力值和節(jié)點(diǎn)位移值都明顯降低,受拉的上弦桿和受壓的下弦桿無論是受力峰值及其桿件數(shù)量都有所減少,提高了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)能力,限制了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)薄弱桿件的破壞,sma復(fù)合橡膠支座起到了較好的減震耗能作用,對雙層球面網(wǎng)殼的隔振作用優(yōu)于橡膠支座。