铝合金板式节点刚度对网壳稳定性能影响研究

铝合金板式节点网壳是一种典型的半刚性节点网壳。采用ANSYS有限元软件对铝合金板式节点网壳弹塑性稳定性能进行了有限元分析。建立了考虑节点刚度的杆件单元模型。采用Combin39单元对节点非线性弯曲刚度进行模拟。分析了节点刚度对网壳失稳模态、应力分布和极限承载力的影响。研究发现,节点的非线性弯曲刚度对网壳整体稳定性能具有削弱作用,其削弱作用随着网壳矢跨比的减小而加大。最后,为了了解节点刚度四折线模型中各参数对网壳稳定性能的影响而进行了参数分析。研究表明,网壳极限承载力随着滑移弯矩和嵌固刚度的减小而降低,而其它节点刚度参数的影响可以忽略。     

节点刚度对鞍型网壳稳定性的影响

节点刚度是影响网壳稳定性的重要因素之一,为理解其影响规律,应用Ansys的M atrix27单元建立节点刚度单元模型,并考虑初始缺陷的影响,运用非线性有限元全过程分析方法,研究了节点刚度变化对不同缺陷双曲抛物面鞍型网壳稳定性的影响。结果表明:刚度降低,网壳稳定承载力下降;缺陷增大,节点刚度的影响减弱,并给出了一些工程设计的建议。     

单层网壳考虑节点刚度影响的抗震精细化研究

首先总结了近些年单层网壳的节点刚度对结构静力力学性能和地震响应影响的研究概况。前人的研究中大多没有按照实际情况考虑焊接空心球的刚度,而强震下部分球节点的塑性变形可能会明显影响到结构整体的动力特性。在这方面开展了一些深入的研究,研究表明在建模时建立考虑球节点刚度的精细化模型是必要的,除此之外,要想真正实现精细化研究还需在几何精细化模型的基础上加入能够考虑损伤累积效应的本构模型,实现双重精细化。     

节点刚度对有缺陷短程线球面网壳稳定性的影响

节点刚度是影响网壳稳定性的重要因素之一,为理解其影响规律,应用Ansys的Matrix27单元,建立节点刚度单元模型,并考虑初始缺陷的影响,运用非线性有限元全过程分析方法,研究了节点刚度变化对不同缺陷短程线球面网壳稳定性的影响.结果表明:刚度降低,网壳稳定承载力下降;缺陷增大,节点刚度的影响减弱,并给出了一些工程设计的建议.     

铝合金单层网壳屋面板蒙皮效应研究

针对铝合金单层网壳结构,采用有限元分析方法研究了外荷载作用下屋面板的受力模式、应力构成以及蒙皮效应对网壳整体稳定性和经济性的影响。研究表明:屋面板在提供蒙皮效应作用时处于低应力状态且以受拉为主;考虑蒙皮效应后铝合金单层网壳的整体稳定极限承载力可提高5%～28%,提高幅度随矢跨比的增大而增大,随跨度的增加而减小;具体案例分析表明,考虑蒙皮效应后主结构构件的材料用量可减少7%～10%。     

考虑节点域轴向滑移刚度的K6型单层球面木网壳稳定性分析

利用ANSYS软件中的Combin39非线性弹簧单元模拟木网壳节点域的各向连接,建立K6型单层球面木网壳模型,开展全过程稳定性分析,分析节点域轴向滑移刚度对网壳整体稳定性的影响.结果表明:考虑节点轴向滑移变形易造成网壳整体竖向刚度下降,部分木杆件由轴向受力转化为弯屈受力为主,最终影响到网壳的破坏模式及极限承载力;节点处...     

节点刚度对凯威特型单层球面网壳稳定性的影响

稳定性是单层球面网壳理论与设计中的突出问题，影响稳定性的因素众多．本主要就节点刚度，引入一种节点模型，采用ANSYS软件，通过常见的凯威特型单层球面网壳，分析这一因素对整体稳定性的影响，得出一些有意义的结论。     

节点刚度对四边支承单层柱面网壳稳定性的影响

利用ANSYS有限元软件建立了半刚性节点单元模型,对四边支承单层柱面网壳进行了几何非线性全过程分析,主要考察考虑初始几何缺陷和荷载不对称分布情况下,节点刚度变化对柱面网壳稳定性的影响规律.研究结果表明,四边支承单层柱面网壳当缺陷相同时,刚度减弱,极限荷载下降,且抗弯刚度的影响较强;缺陷增大,扭转刚度对四边支承柱面网壳的影响增强;同一刚度下,随着缺陷的扩大,极限荷载呈下降趋势,随着刚度的减小,缺陷对网壳极限荷载的影响程度减弱;荷载不对称分布导致四边支承柱面网壳结构极限荷载降低至对称荷载作用情况的80％左右,缺陷变化使得节点刚度对极限荷载的影响程度有所改变,但对承载力终值影响不大.     

铝合金网壳结构盘式节点整体刚度与变形性能的参数分析

针对目前关于铝合金盘式节点的几何参数影响因素研究较少的现状,参照试验试件PS1并结合通用有限元软件ABAQUS建立几何参数模型,分析几何参数对盘式节点整体刚度与变形性能的影响。结果表明:当铝合金盘式节点的节点盘厚度增加时,节点的抗弯承载力有所提高,但提高幅度较小,整体初始刚度的变化不明显;截面高度增加时,节点抗弯承载力及整体初始刚度近似呈线性提高,提高较为明显;箱型腹板厚度增加时,节点抗弯承载力及箱型杆件在节点处的初始刚度有所提高,工型杆件在节点处的初始刚度降低幅度较小;工型腹板厚度增加时,节点抗弯承载力及工型杆件在节点处的初始刚度有提高的趋势,箱型杆件在节点处的初始刚度基本呈线性降低;箱型翼缘厚度增加时,节点的抗弯承载力及箱型杆件在节点处的初始刚度提高较为明显,但对工型杆件在节点处的初始刚度影响较小;工型翼缘厚度增加时,节点的抗弯承载力及箱型杆件在节点处的初始刚度提高幅度有所增加,工型杆件在节点处的初始刚度近似呈线性提高。     

单层网壳板式节点的刚度分析

在网壳 (架 )研究领域中 ,节点的研究一直以来就是一个热点问题 ,但研究主要都集中于各种节点强度的研究 ,而刚度的研究却很少涉及。针对网壳结构中目前使用较广的板式节点 ,采用通用有限元程序ANSYS ,在弹性范围内考察其刚度相对于节点的几个基本参数的变化规律 ,给出刚度相对于参数变化的近似线性表达式。还给出了对于刚度变化趋势原因的一些探讨 ,得出一些有意义的结论     

铝合金板式节点网壳破坏性火灾试验

为研究铝合金板式节点网壳结构在火灾下的破坏模式,采用柴油油池火对一网壳缩尺模型进行了2次破坏性火灾试验.研究结果表明,当火源功率为2 MW(对应原型火源功率为110 MW)且置于地面位置燃烧时,铝合金网壳模型所产生的变形均在试验结束后恢复,且未观测到影响结构宏观承载性能的永久变形.为了模拟局部特大功率火灾场景,将同功率...     

相贯节点刚度对某单层网壳结构整体稳定性的影响

将回归得到的X形相贯节点轴向刚度、平面外弯曲刚度及平面内弯曲刚度的计算公式引入管结构分析设计软件STCAD,对某体育馆单层网壳屋盖结构进行了静力和整体稳定性分析。结果表明,X形相贯节点的刚度随着结构内力的增加而降低,节点的非刚性性能对单层网壳的变形及整体稳定性有显著影响。     

节点刚度对网壳结构极限承载能力的影响

利用通用有限元软件ANSYS，对同一网壳的节点赋予不同的平面外抗弯刚度值，采取与规范规定类似的计算方法，计算网壳的极限承载力，并把节点刚度与杆件的线刚度进行比较，并加以总结，得出一般性规律，对揭示网壳结构的破坏机理具有一定的意义。     

铝合金板式节点网壳稳定承载力试验研究

为研究铝合金板式节点刚度对单层球面网壳整体稳定性能的影响,制作一个跨度为8m、矢高为0.5m的K6型网壳模型,对网壳顶点施加4次单向循环荷载。试验结果表明,加载初期网壳表现出超刚性特征,即其刚度大于刚接节点网壳刚度;而后的节点螺栓滑移变形会降低网壳刚度,螺栓滑移引起的网壳变形很大且不可恢复。网壳的失稳属于整体跳跃失稳,但网壳屈曲后可继续承载,且荷载可进一步增大。最后一次单向循环加载时网壳因顶点杆件下翼缘的拉裂而破坏。另外,随着循环荷载逐级增大,网壳再加载初始刚度都有一定弱化。采用ANSYS有限元软件建立网壳分析模型,采用BEAM 188单元和COMBINE 39单元模拟考虑节点半刚性的铝合金板式节点网壳杆件,节点弯矩-转角关系曲线采用四折线模型,有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性能进行有限元研究,分析了网壳的失稳模态、变形、应力分布和极限承载力。通过参数分析,了解跨厚比、矢跨比、杆件长度、材料非线性、荷载分布模式、支承条件和初始缺陷对铝合金球面网壳整体稳定承载力的影响。最后,提出了铝合金球面网壳稳定承载力的安全系数设计方法。结果表明:对于铝合金球面网壳,JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》给出的安全系数K=4.2偏大。     

铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性进行了系统的研究,设计了符合实际工程应用的55例铝合金柱面网壳。通过ANSYS有限元软件对柱面网壳进行弹塑性全过程分析,分析了跨厚比、矢跨比、材料非线性、荷载分布模式和初始缺陷对柱面网壳整体稳定承载力的影响。根据初始缺陷不同、作用荷载不同等设计了660例柱面网壳,并对其进行有限元分析,提出了柱面网壳弹塑性整体稳定设计方法。     

蒙皮效应对铝合金单层网壳结构性能的影响

为研究蒙皮效应对铝合金单层网壳结构性能的影响,运用有限元软件的参数化建模建立系列结构模型,对网壳结构进行静力分析与非线性稳定分析,考察蒙皮效应对网壳静力性能及非线性稳定极限承载力的影响。结果表明:蒙皮效应可以降低绝大部分杆件的轴应力与弯曲应力;考虑蒙皮一般可以提高网壳的稳定极限承载力,提高幅度随着矢跨比的增大而增大,随着跨度的增加而减小,但也出现个别网壳承载力反而降低的情况,为安全起见,建议在单层网壳静力分析与整体稳定分析中考虑蒙皮的作用。     

考虑杆件屈曲的网壳结构的稳定性

为了了解杆件屈曲对网壳结构稳定性的影响,关键问题就是如何区分网壳结构中的杆件屈曲并得出其辨别方法。以一个Kiewitt-8型球面网壳为实例,研究杆件屈曲的特性和传播规律。同时,应用有限元分析软件ANSYS对一个球状网壳结构模型的测试结果进行分析和比较,得出对杆件屈曲的判定结果和其对结构的影响。判定结果与试验数据完全吻合。从杆件屈曲方面考虑,对材料非线性,初始几何缺陷以及杆件型号对杆件和网壳结构稳定性的影响进行研究。结果显示,所采用的方法可以有效地判定网壳结构的杆件屈曲问题;杆件屈曲和其扩散会直接影响到整个结构的稳定性。     

节点刚度对单层网壳动力性能的影响

节点刚度不仅影响网壳的静力性能,对网壳的动力性能也有一定的影响.为认识其对网壳动力性能的影响规律,本文应用ANSYS中的Matrix27单元建立节点刚度单元模型,研究了节点刚度变化时网壳动力性能的相应变化.采用动力时程分析法研究了不同节点刚度对网壳地震响应的影响.计算结果表明,节点的轴向刚度和弯曲刚度对网壳的自振特性和地震响应均有一定的影响,实际工程中考虑节点刚度的影响能更准确地反映结构真实性能.     

铝合金单层网壳屋面板蒙皮效应研究北大核心CSCD

针对铝合金单层网壳结构,采用有限元分析方法研究了外荷载作用下屋面板的受力模式、应力构成以及蒙皮效应对网壳整体稳定性和经济性的影响。研究表明:屋面板在提供蒙皮效应作用时处于低应力状态且以受拉为主;考虑蒙皮效应后铝合金单层网壳的整体稳定极限承载力可提高5%~28%,提高幅度随矢跨比的增大而增大,随跨度的增加而减小;具体案例分析表明,考虑蒙皮效应后主结构构件的材料用量可减少7%~10%。