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。     

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。     

盱眙体育馆屋盖结构设计

盱眙体育馆钢屋盖采用了轻巧的预应力张拉钢桁架结构体系,结合初始态张拉分析及静力性能分析,提出了合理运用张拉预应力的方法。通过动力性能及特征值屈曲分析找出结构的相对薄弱环节;几何非线性整体稳定分析中考虑了初始缺陷的影响,计算结果表明结构不会发生整体失稳和局部失稳。对拉索锚固的关键节点进行弹塑性分析表明,节点具有良好的力学承载性能。     

单层肋环型椭圆穹顶网壳整体稳定性分析

大跨网壳结构具有高度的几何非线性,结构设计一般由整体稳定性控制.本文以北京某单层肋环型椭圆穹顶网壳工程为背景,利用非线性有限元计算方法,对其整体稳定性进行了线性特征值屈曲、弹性屈曲以及弹塑性屈曲三方面的分析,并求得了它们的极限荷载.同时,还考察了钢材的屈服强度以及初始缺陷对极限荷载的影响,并将数值计算结果与拟壳法所得的设计临界荷载进行了比较,得出的结论对实际工程具有一定参考价值.     

折线形钢箱柱节点受力性能试验研究

对折线形钢箱柱节点进行了1:3缩尺模型力学性能的试验研究和非线性有限元分析。试验研究包括设计荷载作用下的验证试验和极限承载力试验。试验结果表明：在设计荷载作用下,折线形钢箱柱节点始终处于弹性阶段,极限承载力试验中,折线形钢箱柱节点的受力最不利部位为节点水平段与节点下段交接区域,该部位的内转折点处存在应力集中但未发生明显的局部屈曲现象;分析结果表明：有限元计算结果与试验结果吻合良好,从而验证了理论分析与原型结构设计的正确性;因此,在构造合理和焊缝质量优良的前提下,折线形钢箱柱节点可以应用于承重结构中。图16表1参12     

张弦桁架结构静力稳定性分析

考虑结构构件稳定性设计的重要性,结合钢结构设计规范的相关要求,以某体育展馆张弦桁架结构为例,对张弦桁架结构进行特征值屈曲分析,研究了张弦桁架结构的失稳形式,考虑材料非线性进行非线性屈曲分析研究结构荷载——位移全过程工作性能,分析结果可供实际工程参考。     

某展厅大堂单层网壳结构设计

稳定问题是是单层网壳结构设计中最为关键的问题,本文根据一工程实例,根据静力计算的结果确定杆件截面,并应用有限元计算软件,对结构进行特征值屈曲分析,并考虑在初始缺陷、几何非线性和材料非线性的情况下,进行荷载—位移全过程分析,从而确定结构的极限荷载。     

《四川建筑科学研究》04/2013张弦桁架结构静力稳定性分析

考虑结构构件稳定性设计的重要性,结合钢结构设计规范的相关要求,以某体育展馆张弦桁架结构为例,对张弦桁架结构进行特征值屈曲分析,研究了张弦桁架结构的失稳形式,考虑材料非线性进行非线性屈曲分析研究结构荷载---位移全过程工作性能。本文结合实际工程运用ANSYS有限元对张弦桁架结构进行稳定分析,得到以下结论：1、结构的前5阶屈曲模态均为平面内整体失稳。2、在杆件没有进入塑性之前,结构刚度较大,而随着杆件大面积进人塑性,材料软化造成刚度总体呈减弱趋势,直至最终发生失稳。结构的破坏荷载远大于设计荷载,有足够的强度储备。     

轴压圆柱壳的局部稳定数值分析与试验研究

利用有限元软件ANSYS对圆柱薄壳进行数值求解,计算了理想圆柱薄壳的特征值屈曲,并将数值解与理论解进行比较分析;计算了考虑初始缺陷和残余应力的圆柱薄壳的非线性屈曲,得到了圆柱薄壳的荷载-位移曲线、极限荷载,并计算了圆柱薄壳局部稳定的应力值。最后给出了圆柱薄壳的局部屈曲应力的建议公式。     

垫板加强K型圆管节点极限承载力研究

对垫板加强K型圆管节点进行非线性有限元分析。研究结果表明,该节点主要有两种破坏模式:支管局部屈曲与垫板屈曲破坏,支管局部屈曲与垫板主管过度塑形变形的联合破坏模式;通过与K型圆管相贯节点对比,了解了垫板加强K型圆管节点荷载-位移曲线的特征,考察了相关几何参数对垫板加强K型圆管节点极限承载力的影响。     

组合肋壳几何非线性分析

提出了一种球面组合肋壳截面形式，基于非线性有限元理论，采用空间梁单元和等厚曲边壳单元，考虑空间结构的几何非线性影响，推导了T．L坐标系下组合肋壳非线性单元刚度矩阵。分别讨论了在不同矢跨比、不同荷载作用、不同边界条件下组合肋壳的极限承载力和失稳形态。由大量算例得到了非线性极限承载力与线性极限承载力的比值为0．66及不同情况下结构承载力变化趋势，组合肋壳的极限承载力比混凝土壳承载力提高20％。     

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。     

周边局部为双层的球面网壳屈曲规律和特性

以中部单层、周围局部双层的球面网壳为对象,采用Newton-Raphson增量迭代及弧长法对结构进行了非线性有限元分析,总结了此类网壳结构的失稳规律,并且得出了结构由单层过渡到双层时临界荷载的变化规律。研究结果表明,局部双层网壳能够明显改善单层网壳的稳定性能,提高其网壳的屈曲荷载,既具有双层网壳的稳定性,又能节省钢材,是一种理想的空间结构形式。     

压型钢板-混凝土组合楼板抗火性能非线性分析

压型钢板-混凝土组合楼板是目前广泛运用的一种新型结构构件,但由于缺乏对组合楼板抗火性能的研究,现有设计方法并没有充分发挥材料的性能。本文在建立室内火灾传热模型基础上,在空间上运用有限单元法和在时间上运用有限差分的混合解法,编制计算程序解算出火灾下组合楼板在不同时刻的温度场,进而利用钢筋混凝土非线性有限单元法,对多种工况下组合楼板的抗火性能进行了分析,为组合楼板的抗火设计及研究提供了一定的基础。     

非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响

以某大跨度非规则单层网壳为研究背景,应用ANSYS通用有限元分析软件对网壳结构进行了建模并重点模拟了风荷载、雪荷载、温度效应等多种非对称荷载作用,进行了静力分析、特征值屈曲分析以及非线性稳定分析。得到了网壳结构在15种典型荷载组合下的内力、位移结果,分析了非对称荷载对网壳结构静力性能的影响;考虑了几何非线性、材料非线性、初始缺陷,得到了网壳结构在非对称荷载作用下的稳定系数,分析了非对称荷载对网壳结构稳定性能的影响。强调指出非对称荷载作用在大跨度单层网壳结构设计中的重要性,为大跨度非规则单层网壳设计提供参考。     

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。     

拉索失效后的弦支穹顶结构稳定性能研究

弦支穹顶是近几年迅速发展起来的一种新型空间结构体系,它是一种典型的空间型弦支结构形式.本文总结弦支穹顶布索特点,对弦支穹顶局部拉索破断失效后的结构进行了特征值屈曲分析和非线性稳定性分析,得到了不同拉索失效后的非线性稳定分析临界荷载和一阶屈曲特征值,前者小于后者但在规律上是一致的.最外圈拉索失效对弦支穹顶一阶屈曲特征值和非线性稳定分析临界荷载改变最大,表明最外圈拉索对弦支穹顶稳定性影响最为显著.最后给出了不同拉索失效情况下拉索内力分布图,揭示了某一圈拉索失效后内力重分布情况,可得最外圈拉索在不存在失效单元时索力始终最大,存在失效单元的拉索索力一般最小.这些结果为弦支穹顶结构在抗连续倒塌能力方面提供一定的基础,同时也对弦支穹顶结构的推广应用具有一定参考意义.     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。     

Experimental and numerical study on restrained composite slab during heating and cooling

In this paper, a series of fire tests on restrained composite slabs, carried out at the University of Manchester, is presented. A total of six composite slabs were tested under different fire scenarios, with different load ratios. The tests were particularly concerned with the variation of internal forces within the slabs during both heating and cooling phases. In addition to the testing programme, two separate nonlinear finite element models have been developed to simulate the thermal and mechanical behaviour of composite slabs during heating and cooling, which is introduced in detail in this paper. In the thermal analysis model, plane elements were adopted to obtain a detailed thermal behaviour. In the structural analysis model, the concrete, steel deck and mesh were simulated by solid elements, shell elements and truss elements respectively. The interaction between the concrete and steel sheet was simplified to spring elements. According to the experimental results and FE modelling, the behaviour of composite slabs was analysed in detail. At last, the parametric study was performed where the effect of concrete strength, steel deck thickness and mesh size was analysed.