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。     

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。     

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。     

周边局部双层球面网壳特征值屈曲分析

通过对满应力设计出周边双层中间单层的球面网壳进行特征值屈曲分析,寻找网壳的薄弱部分;同时,对相同跨度、相同矢高、相同厚度的双层网壳建模,对比二者屈曲模态以及临界荷载系数。为了提高局部双层网壳的临界荷载,调整网壳关键部位的杆件截面以及构造方式,重新进行特征值屈曲分析。     

沈北新区球形雕塑单层网壳稳定分析

网壳结构的稳定性是单层网壳结构设计中的关键问题.屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括:线性屈曲和非线性屈曲分析.线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析.本工程利用有限元软件Midas Gen对结构进行了非线性屈曲分析.本文将用Midas Gen对单层球壳屈曲分析过程进行介绍.现以直径为80m、矢高为68m的单层短程线型球为例进行介绍.(球面网壳结构是大跨度空间结构最典型的结构形式之一.网壳结构的稳定性是单层网壳结构设计中的关键问题.)     

施威德勒型球面网壳屈曲荷载与自振频率关系分析

应用动力学原理对网壳屈曲荷载与自振频率的关系进行了分析,并利用有限元法对某施威德勒型球面网壳进行了线性屈曲、非线性屈曲、自振频率分析.对比了网壳线性屈曲与非线性屈曲分析所得的屈曲荷载值,验证了荷载-自振频率法所得屈曲荷载值的可靠性;对荷载-自振频率曲线进行了拟合,推导了拟合公式.结果表明:拟合公式计算结果与有限元分析结果相对误差小于4.3%;荷载-自振频率法对网壳的稳定性监测具有一定的参考价值和实践指导意义.     

杆件随机初弯曲对半刚性连接单层网壳稳定承载能力影响研究北大核心CSCD

单层网壳结构是一种缺陷敏感型结构,其稳定承载能力受节点刚度和杆件初弯曲的影响较大.为更有效地研究节点半刚性和杆件随机初弯曲对网壳稳定承载能力的影响,引入双单元法实现了对网壳节点半刚度特性的模拟,运用了一种同时考虑节点刚度和杆件初弯曲的数值方法,分析了节点刚度、杆件初弯曲大小和方向的随机性对网壳屈曲承载能力的影响.深入研究了屈曲荷载系数的概率分布,得到其概率分布规律,拟合了关于网壳屈曲荷载系数的对数均值和对数标准差随节点刚度系数变化的折减系数公式.据此可高效简便地推导出网壳屈曲荷载系数的置信区间,从而得到网壳的极限屈曲荷载,为单层网壳结构的稳定承载能力分析提供了一种准确实用的分析方法.     

某单层肋环形球面网壳结构的整体稳定分析

整体稳定分析问题一直是球面网壳设计中的关键问题。理论分析和工程实践表明:网壳结构的设计通常受其稳定性控制。网壳结构的整体稳定分析主要有三种:屈曲分析、弹性整体稳定分析和弹塑性整体稳定分析。本文借助有限元分析软件ANSYS,以某单层肋环型球面网壳为代表,对其进行屈曲分析、弹性整体稳定分析和弹塑性整体稳定分析,同时深入研究不同缺陷模式对整体稳定性能的影响。研究发现,单层球面网壳前六阶屈曲模态的整体稳定系数相接近,且出现相邻的重模态现象;最低阶屈曲模态缺陷对网壳结构的弹性整体稳定承载力影响最大,但对其弹塑性整体稳定承载力的影响未必最大,故有必要考察相邻的较低阶屈曲模态缺陷对网壳结构的影响。     

ABAQUS在单层网壳非线性屈曲分析中的应用

单层网壳结构稳定性分析是结构工程领域的重要课题之一。规范规定单层网壳设计时需进行非线性屈曲分析。本文简要介绍了非线性屈曲分析的原理,并结合实际工程,运用ABAQUS软件对其进行非线性屈曲分析,证实该网壳结构满足稳定性承载力要求。     

单层椭球形网壳考虑下部结构减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对40m跨单层椭球形网壳结构进行研究和参数分析.模型中的下部结构采用钢筋混凝土柱,以考虑对网壳的影响,并对单层椭球形网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振振型下的模态比较.文中提出此类网壳屈曲约束支撑的布置方式,等截面替换了网壳内的部分杆件,并对有屈曲约束支撑单层椭球形网壳的减震性能进行分析.结果表明,下部结构对结构整体的影响不可忽略,合理布置约束屈曲支撑的网壳结构减震效果较好.     

新型索承网壳结构静力、稳定性分析

索承网壳是基于单层球面网壳和张拉整体体系的一种合理的新型杂交大跨空间结构，本讨论了索承网壳的结构组成、成形过程和受力原理，并结合一个工程实例，进行非线性有限元静力分析、特征值屈曲分析、非线性屈曲分析以及有初始缺陷的非线性屈曲分析，并与同样形式的单层网壳结构进行了比较，系统地研究了索承网壳的受力特性。结果表明索承网壳改善了结构的受力状态，增大了网壳结构的强度、刚度和稳定性，有着很高的结构效能，具有跨越大跨度的潜力，应用前景广阔。     

局部双层球面网壳新型体系减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对跨度60m的局部双层球面网壳结构进行研究和减震分析。研究局部双层球面网壳的自振特性以及约束屈曲支撑对局部双层球面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑约束屈曲支撑不同的设置位置和数量,进行相关的减震参数分析。结果表明,局部双层球面网壳自振频率密集;约束屈曲支撑杆件的布置位置对减震效果有较大的影响;约束屈曲支撑设置的数量应综合考虑。     

某机场航站楼拱壳钢屋架稳定性分析

稳定性分析是网壳结构分析中的重要内容。文中网壳为拱梁与单层网壳形成的组合空间结构,结构形式较为复杂。利用有限元程序对该网壳进行了整体稳定分析。首先对该结构的两种模型进行了特征值屈曲分析,比较了两种模型的结果,预测结构的理论屈曲强度;然后考虑网壳的屈曲模态,考虑一致缺陷模态法并引入不同的结构初始缺陷,对结构进行非线性有限元全过程跟踪分析,初步了解该网壳结构失稳的一般规律。     

三向球面空腹网壳稳定性分析

利用非线性有限元法对三向球面空腹网壳稳定性能进行了研究,采用了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种方法来考查了三向球面空腹网壳的屈曲模态和失稳全过程。通过大规模的几何参数分析得到了不同矢跨比、网壳厚度和不同支承条件下的荷载—位移曲线和极限承载力。最后将三向球面空腹网壳与相同用钢量的单层网壳进行了对比。     

节点刚度对短程线型单层球面网壳屈曲的影响

节点刚度是影响单层球面网壳屈曲的重要因素之一。长期以来在对网壳进行分析时基本都忽略了其作用。本文应用有限元通用程序ANSYS分析了节点刚度对短程线型单层球面网壳屈曲的影响 ,并得出一些有意义的结论     

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。     

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。     

球冠网壳结构稳定性分析

对某工程球冠网壳和球面网壳结构方案做比较,重点研究球冠网壳稳定性.首先采用Midas Gen软件建立钢筒仓整体模型进行静力分析,并验算受压杆件的稳定性;再建立球冠网壳和球面网壳的结构模型分别进行特征值屈曲分析;最后对球冠网壳结构进行非线性屈曲分析,采用Midas Gen软件进行考虑初始缺陷的几何非线性屈曲分析,采用Abaqus软件进行考虑初始缺陷的双非线性屈曲分析.结果表明,球冠网壳结构的承载力略小于球面网壳结构,球冠网壳结构中心平台区域对其承载力影响较小.球冠网壳结构顶部为平面,便于设置工作平台及设备,可作为屋盖结构用于类似实际工程.     

单层球面网壳的静力稳定性分析

利用有限元程序ANSYS对某单层球面网壳进行了静力稳定性分析,得出了其在集中力、半跨均布荷载和全跨均布荷载下屈曲的全过程曲线,并进行了分析,分析结果表明:网壳在集中力作用下屈曲的变形最小;不对称荷载作用对网壳稳定承载力影响较大。     

初始几何缺陷对单层球面网壳结构地震承载力的影响研究

为研究不同初始几何缺陷对单层球面网壳结构地震承载力的不利影响,根据"拟壳法"的内力状态,提出了弯曲应力为主杆件数量占有效杆件总数的百分比最大,作为网壳最不利缺陷的判别准则.基于该准则,以跨度80m的K8型单层球面网壳为例,开展了考虑最不利高阶模态缺陷的网壳结构地震承载力影响分析.结果表明,网壳结构最不利缺陷一般出现在高阶屈曲模态;相比最低阶屈曲模态缺陷,最不利高阶模态缺陷计算所得的网壳结构地震动力响应显著增大,结构地震承载力明显降低;最不利缺陷的判别准则只需考虑前20阶屈曲模态范围,即可保证网壳结构地震承载力的计算精度和计算效率.