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。     

三心圆柱面双层网壳结构整体稳定性分析

以某电厂干煤棚三心圆柱面双层网壳结构为例,建立结构稳定有限元分析模型,考虑、久荷载+全跨可变荷载""永久荷载+半跨可变荷载" 2种分析工况,取各工况作用下的一阶屈曲模态作为结构的初始几何缺陷分布模态,采用仅考虑几何非线性和考虑几何、材料双重非线性的全过程分析方法,计算得到各模型的荷载-位移曲线和稳定承载力系数,结果表明"永久荷载+全跨可变荷载"工况对结构稳定更为不利;随着缺陷幅值增加,结构稳定系数下降不多,说明初始几何缺陷对结构稳定性的影响较小。结构失稳主要由部分杆件进入塑性引起,采用弹性全过程分析方法会过高估计结构稳定承载力,建议在计算三心圆柱面双层网壳结构的稳定性时采用弹塑性全过程分析方法。     

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。     

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。     

考虑初始缺陷的单层网壳稳定性能分析

对于缺陷敏感结构往往由稳定承载力来控制极限承载力。工程中常用一致缺陷模态法来分析结构的稳定性,存在初始缺陷的结构仍然可以采用静力法或能量法进行稳定性分析,因为荷载作用下产生变形后结构还处在的平衡状态。单层网壳是缺陷敏感结构,整体稳定性随缺陷变化影响,其稳定承载力显著变化。对缺陷敏感程度受支座条件,结构形式,荷载形式及缺陷形式等因素影响。在计算弹性及弹塑性稳定承载力时,将结构的几何缺陷引入网壳结构的截面优化及设计过程中,保证结构的安全度尤为必要。     

某单层肋环型球面网壳结构的稳定分析

从实际工程出发,运用有限元模型,以单层球面网壳结构在不同荷载分布形式下的屈曲模态为基础,考虑初始缺陷、荷载分布形式和失跨比等影响下的非线性屈曲,分析结构的稳定承载力。结果表明:在竖向满跨均布荷载作用下,结构屈曲模态呈反对称分布,表现为整体竖向屈曲;当初始缺陷为结构跨度的1/300时,结构的稳定承载力最低,与无缺陷结构相比下降了30%左右;荷载的半跨分布和反对称分布使结构的稳定承载力下降了30%和44%左右;稳定极限承载力随着矢跨比的增大而相应的增大。     

某大跨单层网格钢结构稳定性研究

东方艺术中心玻璃幕墙单层网格钢结构支撑体系由形似花瓣的5个独立的椭球形单层网格杆系(立柱、横杆、支撑及索网)结构组成,此网格结构作为墙体垂直放置,比较特殊。对该结构进行线性稳定、无初始缺陷结构非线性稳定和有初始缺陷结构非线性稳定分析。竖向放置的网格钢结构的失稳模态为结构中下部压溃失稳,风向对稳定极限荷载有影响。宜采用弹塑性极限荷载来评价结构,同时考虑初始缺陷的影响。     

非对称荷载作用下具有初始几何缺陷的单层球面网壳的稳定极限承载力研究

为了研究非对称(半跨均匀)荷载对具有初始几何缺陷(节点偏差)的单层球面网壳稳定性的影响,采用N阶特征缺陷模态法模拟节点偏差,利用有限元软件ANSYS对矢跨比分别为1/3、1/4、1/5、1/6和1/7的K8型单层球面网壳进行了荷载-位移非线性全过程分析。通过对网壳结构施加全跨缺陷、半跨缺陷、全跨荷载、半跨荷载不同组合作用的方法,可以判断结构对非对称荷载的敏感程度以及非对称荷载与初始几何缺陷对结构相互影响的关系。分析表明:单层球面网壳在施加半跨缺陷和半跨荷载组合下的最不利缺陷模式均出现在前3阶,此状态下网壳的稳定极限承载力极低;矢跨比为1/5的K8型单层球面网壳结构受半跨缺陷影响较大,其稳定极限承载力下降最为显著;单层球面网壳结构全跨缺陷的最不利分布模式受荷载布置方式的影响较小;在非对称荷载作用下,初始几何缺陷的分布模式对单层球面网壳结构的稳定极限承载力影响较小。     

考虑初始几何缺陷的弦支穹顶结构动力稳定性分析

根据基于B-R运动准则改进的判别方法,采用ANSYS有限元分析软件,考虑材料弹塑性,应用静力稳定分析中的"一致缺陷模态法"考虑结构初始缺陷,对不同矢跨比的弦支穹顶结构动力稳定性能进行了研究.研究表明,初始缺陷对结构动力稳定临界荷载有影响,并且初始缺陷对不同矢跨比的结构影响不同.因此,在进行结构分析时,初始缺陷影响不可忽略.     

考虑施工误差的大开孔悬挑网壳结构稳定性

以某大开孔悬挑网壳结构为工程背景,利用有限元软件ANSYS进行荷载-位移非线性全过程分析,研究初始几何缺陷分布模式、缺陷大小和节点刚度对结构稳定性的影响.研究表明,利用几何非线性进行缺陷分析,当初始几何缺陷分布模式为一致缺陷模态和静力失稳模态时,得到的稳定极限荷载相近;利用双重非线性进行缺陷分析时,初始几何缺陷分布模式...     

节点刚度对鞍型网壳稳定性的影响

节点刚度是影响网壳稳定性的重要因素之一,为理解其影响规律,应用Ansys的M atrix27单元建立节点刚度单元模型,并考虑初始缺陷的影响,运用非线性有限元全过程分析方法,研究了节点刚度变化对不同缺陷双曲抛物面鞍型网壳稳定性的影响。结果表明:刚度降低,网壳稳定承载力下降;缺陷增大,节点刚度的影响减弱,并给出了一些工程设计的建议。     

天津某贝壳形单层网壳整体稳定分析

对天津于家堡站房贝壳形单层网壳进行了全面的整体稳定分析。首先进行线性稳定性分析,预测结构屈曲荷载的上限;然后,运用非线性有限元方法,考虑几何非线性以及初始缺陷的影响,全面分析网壳在各个工况荷载下的稳定性能,得到较准确的结果。     

Behaviour of composite columns of closed cross-section under in-plane compressive pulse loading

In this work the dynamic stability analysis of composite columns of closed cross-section is performed. The columns are subject to pulse loading of finite duration. The influence of imperfection sensitivity, orthotropy level and lamination angle on the dynamic buckling load are investigated. The effect of material properties in elastic–plastic range is also studied. The numerical results obtained from FEM solution are presented in diagrams. The consequences of application of different dynamic stability criteria are discussed as well.     

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.     

Inelastic stability of conical tanks

The aim of this investigation is to study the effect of different imperfection shapes on the inelastic stability of liquid-filled conical tanks and to determine the critical imperfection shape that would lead to the minimum inelastic limit load. The study is carried out numerically using a self-developed shell element used to simulate a number of conical tanks having an imperfection shape in the form of Fourier series of equal coefficients. The Fourier analysis of the buckling modes indicates that the existence of axisymmetric imperfection will lead to the critical inelastic limit load for conical tanks.     

结构阻尼对网壳结构动力稳定性能的影响

通过两个具有初始缺陷的穹顶网壳算例，采用瑞利阻尼，分析了单层网壳结构在简谐荷载、阶跃荷载和三角形脉冲荷载作用下，结构阻尼对其动力稳定性能的影响。     

竖向阶跃荷载下初始缺陷及初始静位移对单层球壳动力稳定性的影响

根据大量算例的计算结果 ,分析了在竖向阶跃荷载作用下 ,跨度为 40～ 70m、矢跨比为 1 / 8～ 1 / 5的单层球面网壳的初始缺陷和初始静位移对其动力稳定性的影响。研究表明 ,考虑初始静位移与否将对结构的动力失稳临界荷载产生影响 ,而初始静位移的大小对网壳结构的动力失稳临界荷载影响甚小。另外 ,初始缺陷对网壳动力失稳临界荷载的影响与其静力稳定有很大差别。     

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。     

凯威特型板片空间结构在阶跃荷载作用下动力稳定性分析

利用有限元软件ANSYS,分析不同跨度、不同矢跨比下凯威特型板片空间结构的动力稳定性。分别计算构件材料本构模型为弹性和弹塑性下的动静比;研究竖向初始几何缺陷对结构的影响,从而得到影响系数。最终根据动静比和初始缺陷的影响提出结构动力稳定临界力的简化计算公式。