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.)     

单层网壳结构稳定性分析

介绍了网壳结构非线性全过程分析的理论和方法,利用大型通用有限元分析程序对单层球面网壳结构进行建模及求解,通过分析单层球面网壳的载荷-位移曲线,对单层球面网壳的失稳形态和稳定性能进行了研究,对影响单层球面网壳稳定性的多种因素进行了分析和总结,指出影响单层球面网壳稳定性的几个主要因素,较精确地确定单层球面网壳结构稳定性极限承载力,提出的简便计算公式。     

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。     

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。     

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。     

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.     

单层球面网壳选型优化设计

采用改进的自适应遗传算法来解决单层球面网壳结构构件截面优化问题,并采用VC＋＋语言编写了相应的自适应遗传算法和有限元计算程序,可以实现单层球面网壳结构的自动优化设计。设计了不同类型、跨度和矢跨比的网壳优化算例;并通过对按照现行相关规范优化设计的单层球面网壳和符合现行相关规范要求但未经优化设计的单层球面网壳用ANSYS软件进行考虑几何非线性的屈曲分析,分别确定其屈曲荷载与设计荷载之比,以比较它们的受力和安全性能。结果表明采用自适应遗传算法进行离散变量的网壳结构截面优化设计容易收敛,优化效果良好。如果综合考虑经济和安全因素,设计网壳时,其矢跨比取1／6～1／5比较合适。     

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。     

周边双层中间单层球面网壳稳定性分析

目前,对局部双层球面网壳稳定性相关的研究工作不是很多,对于不同形式的Kiewitt（凯威特）型局部球面网壳的稳定性已经有一定研究,但缺乏对Kiewitt型与Schwedler（联方型）型这两种最常用的结构形式的局部双层网壳进行结构非线性稳定性屈曲分析的比较。基于离散化假定几何非线性的有限元理论,通过对Kiewitt型与Schwedler型两种不同结构形式的局部双层球面网壳进行屈曲荷载分析,对局部双层球面网壳的静力稳定性有了进一步了解。利用有限元分析软件ANSYS,将弧长法与Newton-Raphson方法结合,对结构进行了非线性屈曲稳定性的全过程分析,并在这个过程中考虑了初始缺陷对结构稳定性的影响。最后对这两种常用结构形式的网壳进行对比分析,提出它们的受力特点,并给出合理的构造建议。     

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.     

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。     

支座刚度对网壳稳定承载力影响分析

本文应用几何非线性有限元理论，系统分析了支座弹簧刚度对单层凯威特型球面网壳、带肋局部双层网壳的稳定承载力和屈曲特征，以及与单元模型对屈曲载荷的影响。     

某单层球面网壳结构整体稳定性分析

文中基于有限元分析理论,采用ABAQUS软件,针对某单层球面网壳结构进行特征值屈曲分析、几何非线性分析及双重非线性分析.通过计算和分析,评述初始缺陷、几何和材料非线性对单层球面网壳整体稳定性的影响;并分别采用H型钢开口截面和圆钢管闭口截面两种截面形式,在设计极限承载力相当的情况下,分析两者用钢量,为类似结构的分析和设计提供有益借鉴.     

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。     

屋面系统对单层球面网壳稳定性及地震响应的影响研究

单层球面网壳的静力稳定性及抗震性能已经取得较为系统的研究成果,但在传统的研究方法中,学者们只考虑结构部分,忽略了屋面板、吊顶、隔墙等非结构构件的影响;其中,屋面系统作为一类非结构构件,其平面刚度较大、在动力荷载下的阻尼也较大的特点会在一定程度上影响结构的受力特性。因此,选取考虑屋面系统的单层球面网壳作为研究对象,开展屋面系统对于单层球面网壳弹塑性稳定性及抗震性能的影响研究。采用有限元分析软件ABAQUS分别建立带屋面系统单层球面网壳和传统单层球壳的数值模型;通过弧长法分别对两种模型进行均布荷载作用下的非线性数值模拟,对比分析屋面系统对单层球面网壳弹塑性稳定承载力的影响;对考虑屋面系统的网壳结构进行不同地震荷载作用下的时程动力分析,采用基于响应的分析方法,考察屋面系统对于网壳结构抗震性能的影响,得到屋面系统会显著提高网壳整体刚度、增强结构抗震能力的结论;本研究可为以后网壳结构的理论研究及工程实践提供一定的参考。     

贵阳“未来方舟”门厅树状支撑单层网壳稳定性分析

对贵阳"未来方舟"E7组团商业门厅树状支撑单层网壳结构进行特征值屈曲分析及几何非线性分析,得到结构的前6阶屈曲模态及荷载-位移曲线,并分析树状支撑对单层网壳结构稳定性的影响。     

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     

均布荷载作用下单层球面网壳的弹塑性失稳模式研究

为揭示单层球面网壳结构在静力均布荷载作用下的失稳模式与失效机理,预测结构可能发生的破坏模式和承载能力,基于双重非线性全过程分析理论,采用ANSYS软件对典型球面网壳结构开展稳定性参数分析,系统考察结构的荷载-位移全过程曲线、塑性发展分布、屈曲模态等特征响应。并以典型算例为代表,从宏观和微观两个方面诠释了单层球面网壳结构可能发生的3种失稳模式:弹性失稳、弹塑性提前失稳、弹塑性失稳。指出弹塑性提前失稳是由于结构强度破坏诱发的一类承载力偏低的失稳模式,为提高结构安全性,在网壳稳定性设计阶段中应避免出现此类失稳模式。     

施威德勒球面网壳的稳定性分析

稳定性分析是网壳结构尤其是单层网壳结构设计中的关键问题.本文论述了网壳结构稳定分析的理论和方法,利用大型通用有限元分析程序ANSYS对施威德勒单层球面网壳进行建模及求解分析,并得出了一些有用的结论.     

箱型截面肋环型单层网壳结构稳定性分析

箱形截面肋环单层网壳结构的整体稳定性在球面网壳设计中至关重要。文章从项目实例出发,首先介绍了箱形截面肋环单层网壳结构的结构特征,然后利用Midas/Gen有限元分析软件建模,从竖向荷载效应、风荷载效应、小震和中震地震作用分析、线性和非线性整体稳定性进行分析,通过对结构增加有效的支撑柱,提高结构极限屈曲临界点荷载系数,使结构保证整体稳定。