某大跨单层球面网壳结构的非线性屈曲研究

为研究杆件稳定、初始几何缺陷、几何非线性、材料非线性对某单层球面网壳结构整体稳定性的影响,首先对结构进行线性屈曲分析得到屈曲模态和临界荷载,其次采用弧长法对结构进行非线性屈曲全过程分析,同时确定最不利初始几何缺陷分布模态,最后采用Newton-Raphson法对按此最不利缺陷分布的结构进行弹塑性屈曲全过程分析.计算表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布的一致缺陷模态法可能不适用于大跨单层球面网壳结构的稳定性分析;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;初始几何缺陷和材料非线性对结构稳定性的影响较大.     

单层网壳静力稳定性研究

以K6型单层球面网壳为研究对象,基于非线性有限元理论,研究考虑结构初始几何缺陷、材料非线性以及几何非线性对该网壳结构静力整体稳定性的影响,论述了两类稳定性问题,线性屈曲分析计算得到临界荷载以及屈曲模态,非线性屈曲分析方法为弧长法,分析得到网壳结构的荷载-位移全过程曲线,具有工程实际意义。     

拱支撑双向柱面组合薄壳结构的稳定性分析

东南大学九龙湖校区新建游泳馆的屋面采用了拱支撑双向柱面组合薄壳结构形式,本文对此结构进行了特征值屈曲分析及非线性稳定性分析,并研究了初始缺陷幅值、屋面壳板厚度和支撑拱矢跨比等参数对结构非线性稳定性的影响.研究表明,实际工程范围内的初始几何缺陷幅值对该拱支撑双向柱面组合薄壳结构的稳定性几乎没有影响;屋面壳板厚度的增加会加...     

杭州国际博览中心单层球面网壳结构稳定性分析

杭州国际博览中心城市客厅部分采用了单层球面网壳结构形式.该球壳跨度较大,且由于建筑需要局部开有两个洞口,体型较为复杂.运用MIDAS有限元分析软件,考虑两种荷载工况对该单层球面网壳结构进行了整体稳定性分析.首先对该结构进行了两种工况下的特征值屈曲分析,预测结构的理论屈曲强度;然后根据球壳的屈曲模态,采用一致缺陷法,对结构体系进行了几何非线性屈曲分析,并对比分析了不同的球壳初始缺陷对结构整体稳定性的影响.研究结果表明:该球壳结构对初始缺陷较为敏感,初始缺陷的存在会明显降低结构体系的稳定性,且缺陷越大其稳定临界荷载系数越小;不同的荷载工况,球壳的临界失稳条件也不相同,临界荷载系数差别也较为明显.     

钢筋混凝土矩形薄板在弹性地基上的热屈曲

基于板的小挠度理论,考虑混凝土材料的非线性,推导了弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板在热载作用下的平衡方程和稳定方程,给出了四边简支钢筋混凝土矩形薄板在均匀温度变化时临界屈曲温度变化的封闭解,讨论了板的材料常数、长宽比、相对厚度和基床系数等对临界屈曲温度变化的影响,从而为工程结构中弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板的临界屈曲温度的计算提供了理论计算依据。     

混凝土折板式拟球面网壳的几何非线性分析

混凝土折板式拟球面网壳是通过面切割球壳再网格化而成.混凝土折算厚度较小,稳定问题可能成为工程应用的控制因素.采用有限元法进行几何非线性全过程分析,讨论了主要参数对非线性稳定性的影响,并拟合临界承载力公式.结果表明：非线性屈曲为跃越屈曲并在密肋平板形成薄弱区,结构的屈曲位移约为跨度的1/47;结构的矢跨比应控制在1/7.5～1/5之间,提高矢跨比可增大结构的刚度;支座环梁刚度对结构非线性稳定性的影响很小,建议支座环梁高度不小于跨度的1/60;脊梁刚度对临界荷载影响较大;不宜采用过大的密肋梁刚度以避免过多增加结构自重,密肋梁截面高度宜控制在跨度的1/240～1/120之间;与密肋梁类似,不建议采用过厚的屋面板;初始几何缺陷会导致结构临界荷载减小,结构的最大初始缺陷可按跨度的1/300采用.本文拟合的非线性临界荷载近似计算公式可用于估计结构的几何非线性稳定承载力.     

某大跨度单层网壳稳定性分析

某温泉度假区屋盖采用大跨度单层椭球面网壳结构,结构几何、荷载基本对称,线性屈曲因子分布密集,对称与反对称屈曲模态交替出现,有若干组相同的线性屈曲因子,即存在"重频"现象。线性屈曲因子相同的模态作为初始缺陷时,其非线性稳定临界荷载不同。采用第1阶屈曲模态作为初始缺陷得到的临界荷载不是结构最低稳定承载力,采用第29阶屈曲模态作为初始缺陷时得到的临界荷载仅约为第1阶屈曲模态的80%。结构非线性稳定承载力随着缺陷幅值的增加而降低,随材料非线性本构模型中屈服后强化模量的增加而增加。     

大梅沙酒店大堂网壳结构稳定性分析

稳定性分析在单层网壳结构设计中非常重要。本文对大梅沙酒店大堂单层网壳的稳定性进行了系统的分析。根据静力计算的结果确定杆件截面,并运用有限元分析方法,对结构进行屈曲模态分析,预测出结构屈曲荷载的上限,在考虑初始缺陷、几何非线性和材料非线性的影响下,进行荷载—位移全过程分析,从而确定了结构的极限荷载。结果表明,单层网壳稳定性分析时,应该同时考虑几何非线性和材料非线性。     

柱面空腹网壳结构的稳定性和参数分析

为了确定柱面空腹网壳结构从稳定平衡状态变为不稳定平衡状态的临界荷载和屈曲后的形态,深入研究柱面空腹网壳结构的稳定性。采用有限元分析方法,在对柱面空腹网壳结构进行计算分析的基础上,进一步进行屈曲模态分析及非线性参数化屈曲分析。目前方钢管构成的空腹网壳在已有研究中并不多见,以方钢管构成的空腹网壳结构为主要研究对象,分析该类结构矢跨比、结构厚度、截面尺寸等参数变化对结构极限承载力的影响,从而得出在不同参数变化下柱面空腹网壳结构的稳定性情况。     

基于SAP 2000的单层网壳屈曲分析

采用SAP2000有限元分析软件,对比分析以初始应力为0和以恒载非线性分析作为初始条件的单层网壳屈曲分析,结果发现,两种状态下单层网壳屈曲模态基本相同,均为局部失稳。以恒荷载非线性分析为初始条件的单层网壳屈曲临界荷载低于初始应力为0状态下单层网壳的屈曲临界荷载,说明初始缺陷对单层网壳的稳定性能有一定影响。     

单层组合加肋拱支网壳的稳定性

介绍了某相贯单层组合加肋拱支网壳结构在竖向荷载及风荷载作用下的整体稳定性。采用有限元软件MIDAS,在两种荷载工况下分别进行了此网壳结构的特征值屈曲、几何非线性屈曲分析,初始缺陷对网壳结构的整体稳定性影响分析。结果表明:网壳结构对初始缺陷较为敏感,初始缺陷会明显降低结构稳定性;不同的荷载工况下,失稳的情况亦不同且网壳结构稳定临界系数随着荷载的增大而降低。     

不同类型单层球面网壳结构弹性屈曲分析研究

文章利用ANSYS软件对三种类型的单层球面网壳结构进行弹性屈曲分析,在网壳尺寸及杆件截面相同的条件下,研究了网壳杆件分布形式对网壳屈曲临界荷载和屈曲模态的影响。研究结果表明:杆件分析形式对网壳屈曲临界荷载有较大的影响,其中,临界荷载从大到小依次为肋环斜杆型、K6型网壳、肋环型单层球面网壳;模态分析表明肋环斜杆型单层球面网壳稳定性最好。     

轴压功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲分析

功能梯度材料板壳弹性屈曲领域研究已取得许多卓有成效的成果,而弹塑性、塑性屈曲问题的研究却鲜有报道。针对功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS开展了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型,定义材料沿厚度方向的梯度特性,计入材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到弹、塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,给出了壳体从弹塑性屈曲到塑性屈曲的转化过程,并对屈曲类型对应的区域进行划分,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

钢筋混凝土板力学性能的影响因素分析

楼板是建筑结构重要构件,基于有限元软件ANSYS对钢筋混凝土板在荷载作用下进行力学性能分析,研究了板的尺寸、材料强度、边界条件对楼板力学性能的影响。结果表明:在集中荷载作用下,减小板的边长比、加强约束条件、提高混凝土强度、提高钢筋强度、增加板的厚度都会减小板的变形;增加板的厚度、提高混凝土强度、提高钢筋强度都对弯矩没有太大影响。     

单层网壳的结构分析与设计

单层网壳设计中最重要的是稳定性分析.弹性计算分析确定杆件截面,然后采用有限元分析方法进行模态屈曲分析,取得屈曲荷载值.根据初始缺陷、材料的弹塑性及几何非线性的影响进行荷载位移全过程分析,得出网壳的极限荷载.对单层网壳稳定性影响较大的是非线性因素.     

初始挠曲对钢-混凝土连续组合梁受力性能的影响

讨论了钢材的初始挠曲对钢 混凝土连续组合梁的极限承载力与失稳屈曲临界荷载的影响。建立了钢 混凝土组合结构的非线性有限元分析模型 ,给出了初始挠曲的定量描述方法 ,分析了不同厚度腹板连续组合梁的失稳临界荷载 ,不同初始挠曲对相同厚度腹板的极限承载力和失稳临界荷载的影响 ,以及相同初始挠曲对不同厚度腹板的极限承载力和失稳临界荷载的影响     

钢筋混凝土筒仓仓顶稳定性分析

钢筋混凝土筒仓仓顶采用薄壳结构,对于此种结构形式的分析设计,稳定性分析是其中一项重要内容。文中阐述了稳定分析的理论,并结合实际工程,采用有限元分析软件ANSYS对钢筋混凝土筒仓仓顶进行稳定性分析,包括特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。首先对同一种荷载分布和同一厚度情况下仓顶结构进行特种值屈曲分析,分析出结构的屈曲模态和特征值,得出结构最容易发生失稳的部位。然后对不同荷载分布情况下仓顶结构进行分析,根据结构特征值,得出结构在何种荷载分布情况下最易发生失稳。为了进一步优化结构,继续对仓顶结构进行非线性屈曲分析,得出结构在不同的厚度情况下结构的极限承载力,为实际工程提供参考。     

T型组合受弯玻璃板的承载性能

针对应用于玻璃楼梯、玻璃楼板等承载玻璃结构中的T型组合受弯玻璃板,在特定的条件下结构会发生整体失稳而破坏,其承载力由屈曲荷载控制,而现有的玻璃幕墙规范中对这种结构形式没有相关规定的问题,采用有限元方法分析了不同参数对T型组合受弯玻璃板静力承载性能的影响,并对不同荷载状况下T型组合受弯玻璃板的稳定性问题进行分析,得到了其屈曲荷载及屈曲模态。计算结果表明:影响T型组合受弯玻璃板静力承载性能的主要因素为板厚、肋板高度和翼缘板宽度,而影响其稳定性的主要因素为肋板高度和翼缘板宽度的比值。     

折线形钢箱柱特征值屈曲分析及横向加劲肋设计

特征值屈曲分析属于线性分析,对结构临界荷载的预测往往要高于结构实际的临界荷载,但特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。文中利用ANSYS软件对竖向力作用下不同加劲肋间距、厚度的折线形钢箱柱特征值屈曲模态进行了分析,为合理的加劲肋设计提供依据。     

组合钢板剪力墙屈曲强度研究

钢板外包钢筋混凝土组合剪力墙侧向刚度大、延性好,是一种有效的抗侧力构件。薄钢板墙两侧或单侧的钢筋混凝土板通过焊接栓钉和粘结作用与钢板共同工作。混凝土板旨在防止钢板受剪屈服前发生整体屈曲或局部屈曲,外包混凝土板厚度的确定是组合钢板剪力墙设计的关键。采用有限元法对组合墙板进行了弹性屈曲分析;采用薄板理论建立了组合剪力墙屈曲强度简化计算公式;讨论了板边界条件、混凝土板高厚比、钢板高厚比、混凝土弹性模量及板高宽比对有限元计算与简化公式计算结果间差异的影响;基于简化公式和有限元计算结果提出了组合钢板剪力墙弹性屈曲强度计算公式,可用于确定外包混凝土板厚度需求。