考虑缺陷的板片空间结构稳定分析

在工程中,一致缺陷模态法是对空间结构进行缺陷稳定分析的主要方法,但该法并不适用于板片空间结构的缺陷稳定分析.鉴于此,提出一种改进的方法,即利用结构屈曲前后两个邻近状态的位移之差来模拟结构的初始几何缺陷.由随机缺陷模态法得到的改进方法的可靠度以及与模型试验结果的对比可以证明,改进方法是可行的.     

板片空间结构的缺陷稳定分析

目前工程中主要采用的一致缺陷模态法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。提出了改进的方法,即采用弹性完善空间结构的临界位移作为结构最不利的初始几何缺陷,然后采用New-Raphson法求得结构的临界荷载。根据对随机缺陷模态法得到的改进方法的概率可靠度以及对具体的模型试验的分析,可以认为改进方法所得到的临界荷载是结构的最小临界荷载。     

考虑缺陷的板片空间结构稳定分析

在工程中,一致缺陷模态法是对空间结构进行缺陷稳定分析的主要方法,但该法并不适用于板片空间结构的缺陷稳定分析。鉴于此,提出一种改进的方法,即利用结构屈曲前后两个邻近状态的位移之差来模拟结构的初始几何缺陷。由随机缺陷模态法得到的改进方法的可靠度以及与模型试验结果的对比可以证明,改进方法是可行的。     

板片空间结构的改进一致缺陷模态法

目前工程上对结构进行缺陷稳定分析的主要方法是一致缺陷模态法。而利用该法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。为此提出了改进的方法,即通过N-R法来引入结构的初始几何缺陷。为了检验改进方法的可行性,采用一个单层模型试验加以验证并且通过随机缺陷模态法得到了改进方法的可靠度。通过以上的检验,改进方法是可行的。这对板片空间结构的设计和研究有着重要的意义。     

板片空间结构的稳定分析

目前工程上对结构进行缺陷稳定分析的主要办法是一致缺陷模态法。而利用该法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。为此,本文提出了改进的方法,并且通过模型试验加以检验,最后通过随机缺陷模态法得到了改进方法的可靠度。通过以上的检验,本文所提出的改进方法是可行的。     

板片空间结构缺陷稳定分析及试验研究

板片空间结构是一种轻质、高强的新型空间结构体系,其整体稳定性是研究、设计过程中的一个关键问题.板片空间结构属于缺陷敏感结构,缺陷稳定分析也是迫切需要而尚未完全得以解决的问题.设计两个板片结构试验模型进行稳定性试验.采用自动协调加载控制系统和电测相结合的方法,连续跟踪记录结构失稳全过程的荷载位移曲线以及应变变化情况.并以结构实测缺陷为依据,分别采用实测缺陷法、一致缺陷模态法和改进随机缺陷法考虑节点位置偏差缺陷的影响.结果表明,自动协调加载控制系统可保证对失稳全过程的跟踪,连续数据采集方式采样率高而且数据测量精度高.实测缺陷法可比较精确地反映板片空间结构实际的稳定性能.一致缺陷模态法分析的临界荷载并不是所有缺陷结构中的最小值,其概率可靠度随着模型的变化而变化.通过改进随机缺陷法,对板片空间结构的稳定性能有了比较全面的认识,也定量分析了设计临界荷载和一致缺陷模态法分析的临界荷载的可靠性.     

单层网壳结构稳定性分析的改进随机缺陷法

初始几何缺陷对网壳结构稳定性的影响是结构设计中的一个关键问题.对一致缺陷模态法和随机缺陷法的优缺点进行理论分析,提出了改进随机缺陷法,它弥补了随机缺陷法人工计算量大的缺点,也回答了设计临界荷载和一致缺陷模态法得到的临界荷载的可靠性问题.     

基于改进一致缺陷模态法的轴压圆柱薄壳极限承载力分析

对结构进行缺陷稳定分析的主要方法是一致缺陷模态法和随机缺陷模态法,一致缺陷模态法对薄壁圆柱壳结构进行非线性分析得到的极限承载力与其实际承载能力有一定差距,随机缺陷模态法则工作量很大。基于圆柱薄壳轴压失稳呈现出多模态屈曲的特点,本文提出改进一致缺陷模态法,通过对圆柱壳分别施加不同屈曲模态找到最不利缺陷分布形式。文中通过有限元法验证了改进一致缺陷模态法的可靠性,同时指出按照某一类高阶屈曲模态施加初始缺陷能得到薄壳的最不利极限承载力。     

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。     

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。     

某车站跨层重载桁架稳定承载力缺陷敏感性研究

为了研究大庆西站跨层重载平面桁架对几何缺陷的敏感性,采用大位移控制法(LDC),提出确定跨层桁架初始几何缺陷的静力变形模态法。分析6种不同幅值初始缺陷条件下跨层桁架结构的非线性稳定承载力,并与一致缺陷模态法计算结果对比,对该平面桁架结构几何缺陷敏感性进行研究。部分结果与相关缩尺模型试验进行比对。研究表明:几何缺陷对结构的承载力影响较小,对结构变形失稳影响较大。经对比分析,静力变形模态法可以作为计算结构稳定承载力的有效方法之一。     

新疆体育馆网壳屋盖结构的设计研究

新疆体育馆为新疆地区自治区级大型体育活动的体育场馆,它的屋盖是一个直径为120m的双层网壳,用一致屈曲方法和弹塑性一致屈曲方法计算了新疆体育馆网壳的极限承载力,用Push-over方法计算了新疆体育馆在地震作用下的极限承载力。     

Buckling strength verification of cantilevered cylindrical shells subjected to transverse load using Eurocode 3

At present, there are only a few studies concerning the application of different types of buckling strength verification according to Eurocode 3 at combined loading. Besides the stress design as classical hand calculation method of checking cylindrical steel shells against buckling failure, the new Eurocode 3 also offers two global numerical analyses at different modelling levels. The linear buckling analysis (LBA) combined with a materially nonlinear but geometrically linear analysis (MNA) is the simpler concept from the perspective of the modelling and calculation effort. The more sophisticated method is a geometrically and materially nonlinear analysis of the imperfect structure (GMNIA). This paper presents the application of both numerical concepts to the cantilevered shell subject to a transverse load at the free edge. The results are compared to those from stress design. There are specific features at both types of numerical analysis: As the determination of the plastic reference resistance and the buckling parameters is the main focus at MNA/LBA, the choice of proper equivalent geometric imperfections demands special diligence at GMNIA. The presented analyses show that the GMNIA concept in connection with consistent equivalent geometric imperfections may lead to a safe and economic design of cylinders subject to combined loading. At the particular load case the MNA/LBA concept currently suffers from the lack of proper regulations concerning the determination of the overall buckling reduction factor.     

Williams肘形刚架非线性分叉失稳问题分析及试验研究

在总结各类稳定问题基本特征的基础上对稳定问题进行分类,将非线性分叉问题列为与分支点失稳、极值点失稳、跳跃失稳并列的第四类失稳。并将4种经典稳定判别准则中的初始缺陷准则应用于非线性有限元分析,提出了研究非线性分叉失稳的初始微小缺陷法。Williams肘形刚架为结构非线性分析的经典算例,为此设计了一点加载肘形刚架和三点加载肘形刚架,并对其进行了稳定性试验。理论计算和试验结果均表明,肘形刚架存在非线性分叉现象,揭示了初始微小缺陷是实际结构存在非线性分叉失稳的真正原因,也证明了初始微小缺陷法是可行和正确的。     

大跨度多弧形钢拱结构的受力性能试验与分析研究

以西安建筑科技大学体育训练馆46.5米跨多弧形钢拱网格结构为工程背景,采用重力加载方式,对该大跨钢拱结构进行了现场原位试验。综合考虑结构的跨度、变截面形式、初始几何缺陷、荷载布置和多种荷载工况,采用有限元ANSYS软件建立了整体有限元模型,分别进行了该结构的特征值屈曲分析和几何非线性分析,找出了结构的屈曲模态,考察了不同初始缺陷对结构影响的敏感程度。根据试验数据与理论分析结果的比较,分析了该结构的受力机理,破坏形态和薄弱位置。结果表明,钢拱网格的结构形式均能很好满足结构跨度、负荷宽度、屋面荷载以及抗震性能等方面的要求,结构整体稳定性较好,初始几何缺陷对该类结构稳定承载力影响显著。研究成果为进一步评价该类结构可靠性及合理性提供有力的依据。