预应力对弦支穹顶结构动力稳定性的影响

采用基于B-R运动准则的改进判别方法,结合结构时程响应曲线判定弦支穹顶结构的动力稳定性,研究拉索预应力、矢跨比对弦支穹顶动力稳定性能的影响。算例分析研究表明,在动力荷载作用下存在一组最优预应力,此时结构动力稳定临界荷载较大;在不同预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大;在同一预应力作用下,随着矢跨比增大,结构临界荷载增大但幅度很小。     

弦支穹顶结构的稳定性分析

用非线性有限元法编制了稳定分析程序 ,进行了算例分析、验证。以跨度 3 5 4m、矢高 4 6m的弦支穹顶为例 ,用自编的程序和ANSYS进行了弦支穹顶的特征值屈曲、非线性屈曲分析 ,初始缺陷的影响分析和半跨荷载作用下的结构稳定性分析。同时 ,还讨论了撑杆长度对弦支穹顶结构稳定性的影响     

弦支穹顶结构设计分析

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部预应力索杆体系组成的空间结构。结合体育馆屋盖的设计,对采用的弦支穹顶结构进行始态、荷载态、地震作用分析。讨论弦支穹顶设计的基本过程,并对索所需的预应力大小进行分析设计。计算结果表明,弦支穹顶结构具有良好的受力性能和经济性能,满足建筑造型的要求。     

在地震作用下初始缺陷对网壳结构动力稳定性能的影响

沿用静力稳定分析中的“一致缺陷模态法”,通过单层球壳及单层鞍壳两个算例,分析了网壳结构分别在竖向地震和水平地震作用下,初始缺陷对其动力稳定性能的影响.     

初始几何缺陷对网壳结构静、动力稳定性承载力的影响

首先基于梁柱理论建立结构的切线刚度矩阵 ,然后对适用于静力稳定性分析的广义位移控制法进行改进 ,将其用于结构的动力稳定性分析。考虑到动力荷载的特殊性 ,采用动态比例加载的方式对结构动力屈曲和屈曲后平衡路径进行跟踪。最后对一扁网壳模型进行稳定性分析 ,以完善结构的静力失稳模态作为结构的初始几何缺陷分布模式 ,并将分析结果分别与完善结构和存在其它几何缺陷模式时的分析结果进行对比 ,发现这种初始缺陷对结构的静力稳定性影响较其它类型的缺陷更显著 ,因此在进行动力稳定分析时引入这种初始缺陷模式。分析表明 ,这种缺陷分布模式对结构动力稳定性承载能力影响也非常显著 ,最大可使结构动力稳定性承载能力降低 5 0 % ,因此分析结构动力稳定性承载能力时引入这种初始缺陷 ,对保证网壳结构的稳定性具有重要意义。     

初始缺陷对网壳结构动力稳定性能的影响

本文袭用静力稳定分析中的“一致缺陷模态法”,并将李雅普诺夫运动稳定理论引入结构分析,通过两个典型算例,检查了单层网壳结构在简谐荷载、阶跃荷载及三角形脉冲荷载作用下,初始缺陷对其动力稳定性能的影响.     

弦支穹顶体系及其结构动力特性分析

弦支穹顶姑构体系是在索杆张力体系和单层网壳基础上发展起来的一种新型复合空间姑构。本文概述了弦支穹顶结构产生的背景和结构原理,采用ANsYS程序进行了姑构的模态分析和地震响应分析,得到了弦支穹顶结构体系的动力性能姑果,并将弦支穹顶结构不施加预应力的情况和预应力作用下结构的动力特性进行了对比分析．     

地震作用下弦支穹顶结构动力稳定性参数分析

弦支穹顶结构是一种新型结构体系,它综合了单层网壳结构和索穹顶结构各自的优点.为全面认识弦支穹顶结构在地震作用下的动力稳定性问题,本文以具有实际工程意义的50m跨度凯威特型弦支穹顶结构作为研究对象,系统分析了多种因素对弦支穹顶结构动力稳定性临界荷载的影响,其中包括:不同支座条件、不同矢跨比和不同杆件截面、不同拉索布置层数、不同拉索预应力值以及不同地震输入.本文成果为弦支穹顶结构的工程应用提供有价值的参考.     

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定性能分析研究

2008奥运会羽毛球馆屋面钢结构采用弦支穹顶结构体系。该体系为半柔性结构,结构的整体稳定性能是该类结构体系设计选型的控制因素。弦支穹顶结构具有屈曲特征值非常密集且为局部失稳屈曲模态的特点。本文重点对计算方法、材料弹塑性、节点构造以及预应力损失等因素对弦支穹顶结构整体稳定承载力计算的影响进行分析研究,研究表明荷载子步数、材料非线性以及索撑节点构造对奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定均有较大的影响。对基于结构整体稳定安全的大跨度钢结构性能化设计进行了初步探讨,提出了整体结构体系屈曲稳定承载力系数的建议取值。     

不同地震动输入下弦支穹顶结构的动力稳定性

本文采用基于B-R运动准则改进的动力稳定判别方法,结合结构的时程响应曲线,采用有限元软件ANSYS分别研究了El-Centro波、Taft波和天津波作用下不同矢跨比弦支穹顶结构的动力稳定性能和稳定形态,并作了比较。研究表明3种地震作用下,结构失稳形态均是非对称的;无论何种地震波下,结构的矢跨比越大,结构的稳定性越强;对于同一种矢跨比结构,El-Centro波作用下的结构动力稳定临界值最大,结构动力稳定性最好;天津波作用下的结构动力稳定临界值最小,结构动力稳定性最差。由此可见,不同的地震波作用下结构的动力稳定临界荷载值不同,仅通过一条地震波来研究结构的动力稳定性能是片面的。     

随机初始缺陷对辐射式张弦梁结构非线性稳定的影响研究

首先对适合网壳结构的传统随机缺陷模态法进行改进,使其更适合对辐射式张弦梁结构进行分析。采用迭代法对辐射式张弦梁结构进行形态分析得到初始态,再使用改进的随机缺陷模态法对结构进行非线性稳定分析,研究了矢跨比、缺陷幅值和预拉力对辐射式张弦梁结构稳定承载力的影响,最后将随机缺陷模态法与一致缺陷模态法的分析结果进行对比。结果表明:初始缺陷会使辐射式张弦梁结构稳定承载力降低,且缺陷幅值越大,结构稳定承载力越低;随着矢跨比减小,结构稳定承载力降低,缺陷结构稳定极限荷载相比于完善结构稳定极限荷载的下降率逐渐增加;索能有效地提高结构稳定极限承载力,降低结构对缺陷的敏感度;预拉力的增加使结构对缺陷的敏感度略微降低;当矢跨比不大于1/10时,可以采用一致缺陷模态法对辐射式张弦梁进行稳定性分析。     

初始缺陷对矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度的影响

为了研究焊接残余应力和几何初始缺陷对矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度的影响,采用有限元软件ABAQUS进行参数分析,参数包括壁板的屈服强度、宽厚比、几何初始缺陷取值大小、是否施加几何初始缺陷和焊接残余应力,并考虑两者耦合作用,给出考虑焊接残余应力和几何初始缺陷后的矩形钢管混凝土柱壁板有效宽度计算公式,并与试验数据进行比较。结果表明:建立的有限元模型能较好地模拟壁板的局部屈曲和屈曲后行为,焊接残余应力和几何初始缺陷都会降低壁板屈曲后强度,且焊接残余应力的影响较大; 不同强度等级的钢材都需要考虑焊接残余应力和几何初始缺陷的影响,对于屈服强度大于460 MPa的高强钢材,当宽厚比大于65时,可以忽略几何初始缺陷的影响; 给出的有效宽度计算公式可以较为准确且偏保守地预测矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度。     

竖向阶跃荷载下初始缺陷及初始静位移对单层球壳动力稳定性的影响

根据大量算例的计算结果 ,分析了在竖向阶跃荷载作用下 ,跨度为 40～ 70m、矢跨比为 1 / 8～ 1 / 5的单层球面网壳的初始缺陷和初始静位移对其动力稳定性的影响。研究表明 ,考虑初始静位移与否将对结构的动力失稳临界荷载产生影响 ,而初始静位移的大小对网壳结构的动力失稳临界荷载影响甚小。另外 ,初始缺陷对网壳动力失稳临界荷载的影响与其静力稳定有很大差别。     

考虑初始缺陷的结构非线性屈曲承载力分析

应用非线性稳定分析的基本原理,采用Newton-Raphson法结合弧长控制法计算结构的平衡路径,并以柱子为例,具体计算了3种不同初始几何缺陷下,构件非线性屈曲承载力的具体数值,分析了实际工程中对构件初始缺陷进行严格控制的必要性.     

初始缺陷对冷弯薄壁型钢组合方管柱极限承载力的影响

利用ANSYS有限元程序,研究了材料非线性条件下两端固接时负公差和初弯曲对冷弯薄壁型钢组合方管柱极限承载力的影响.分析结果表明:冷弯薄壁型钢组合方管柱中,初始缺陷对其极限承载力的影响不能忽略;当仅存在负公差时,冷弯薄壁型钢组合方管柱的极限承载力降低7%～13%;当仅存在初弯曲时,冷弯薄壁型钢组合方管柱的极限承载力降低可达6%,且初弯曲对短柱的极限承载力要比对长柱的影响小.当同时存在初弯曲和负公差时,柱的极限承载力降低不是两种影响的简单相加.     

扣件式模板支架初始缺陷分类及缺陷敏感度分析

针对扣件式钢管模板支撑体系坍塌事故频发的现状,分析初始缺陷对架体承载能力的影响及计算方法。按照初始缺陷的性质,将扣件式钢管模板支架常见缺陷分为力学缺陷、材料缺陷、搭设参数偏差和初始几何缺陷共4大类。根据某真型实验架体建立有限元模型,分别计算架体承载能力对4类初始缺陷的敏感程度。针对较为敏感的初始缺陷,提出通过在现行规范承载力验算公式中加入修正参数来考虑材料初始缺陷的方法,以提高扣件式钢管模板支架极限承载能力计算的精度。     

初始条件对输气管道动态仿真结果的影响分析

文章简要介绍了输气管道动态仿真过程中初始条件的确定方法，以西气东输管道系统为例，采用国际通用的TGNET软件研究了初始条件对输气管道动态仿真结果的影响规律。研究结果表明初始条件对动态仿真结果的影响随着时间不断衰减，即经过一段时间的仿真以后，就可以消除初始条件对动态仿真结果的影响。     

荷载初偏心对K6型网壳稳定性的影响研究

为研究荷载初偏心对单层球面网壳整体稳定承载力的影响,首先提出了初偏心荷载的施加方法及其在有限元程序中的实现步骤;接着以K6型单层球面网壳为研究对象(矢跨比f/L分别为1/3、1/4、1/5、1/6和1/7),考虑了5种荷载工况(满跨对称荷载,半跨非对称荷载p/G分别为0.75、0.50、0.25、0),系统地研究了不同初偏心荷载(μ_e分别为0、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm和35mm)对网壳稳定承载力的影响规律;然后探讨了网壳在初偏心荷载作用下的失效机理。通过200例网壳算例分析,结果表明:对于矢跨比为1/4～1/7的网壳,随着荷载初偏心的增大,网壳的稳定承载力近似线性降低;当荷载初偏心较小时,满跨荷载作用下大矢跨比网壳的稳定承载力低于不对称分布的情况;当荷载初偏心较大时,情况正好相反。随着荷载初偏心的增加,矢跨比愈大的网壳,稳定承载力的降低愈明显,表明大矢跨比网壳对荷载初偏心更加敏感。提出的初偏心荷载施加方法与分析思路可推广至其它类型的空间网格结构中。