考虑杆件失稳影响的网壳结构稳定性研究_范峰

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网壳结构稳定性分析

网壳结构稳定性分析

[8] 赵 磊.改进后的 PUSHOVER分析方法在地下工程中的应
[7] 刘晶波,王 文 晖,赵 冬 冬,等.循 环 往 复 加 载 的 地 下 结 构
用研究[D].北京:北京建筑工程学院,2012.
PUSHOVER分析方法及其在地震损伤分析中的应用[J]. [9] 李 彬.地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D].北

3 影响网壳结构整体稳定性态的因素
依据结构失稳后产生大变形的杆件范围,结构失稳的类型又
一般来说,网壳结构整体稳定性态主要与下列因素有关:
可分为局部失稳和整体失稳。局部失稳是指失稳时只有少部分
1)网壳曲面形状。
节点或杆件产生 较 大 变 形。局 部 杆 件 失 稳 后,失 去 承 载 能 力,其
地震工程学报,2013,35(1):2128.
京:清华大学,2005.
SeismicresistancePUSHOVER analysisoftunnelwithvaultandstraightwall
LuoZhongxing LuoKunsheng ZuoLi ChenXianbo (96901Army,Beijing100085,China)
形式,又可以将分 枝 点 失 稳 分 为 稳 定 的 和 不 稳 定 的 分 枝 点 失 稳,
如图 1所示。
极值点失稳的特征是荷载沿着平衡路径达到一个顶点,即极
值点,越过极值点 后 结 构 具 有 唯 一 的 平 衡 路 径,且 荷 载—位 移 曲
线呈下降趋势,平衡路径是不稳定的,如图 2所示。在极值点处 结构刚度减小为 零,可 能 发 生 跳 跃 失 稳,典 型 的 例 子 就 是 扁 率 很 小的球面网壳在失稳时结构发生翻转,如图 3所示。

单层网壳结构稳定性分析

单层网壳结构稳定性分析

单层网壳结构稳定性分析
周飞;宛树旗
【期刊名称】《建材世界》
【年(卷),期】2007(028)003
【摘要】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.
【总页数】4页(P119-122)
【作者】周飞;宛树旗
【作者单位】广东瀚华建筑设计有限公司,广州,510630;广东瀚华建筑设计有限公司,广州,510630
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.地震作用下单层网壳结构动力稳定性分析的能量准则 [J], 徐军;孙锐
2.某开口单层网壳结构设计及稳定性分析 [J], 程杨苟;张晓光
3.MG(南汽)展示厅异型单层网壳结构稳定性分析 [J], 姚东生
4.单层网壳结构稳定性分析的随机缺陷模态迭加法 [J], 刘慧娟;罗永峰;杨绿峰;张

5.单层网壳结构整体稳定性分析 [J], 武继虎
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考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计

考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计

考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计
王法武;唐敢
【期刊名称】《空间结构》
【年(卷),期】2006(12)3
【摘要】整体稳定性是单层网壳结构设计中的一个关键问题.在进行此类结构的优化时,必须考虑整体稳定性的影响才能得到符合规程要求的设计.本文综合考虑了位移、应力和杆件稳定以及结构整体稳定性条件,提出了基于最优准则法的优化设计方法,可按照钢结构设计规范和网壳结构规程的要求,对单层网壳结构进行杆件截面设计.
【总页数】5页(P31-34)
【关键词】单层网壳;优化设计;结构稳定
【作者】王法武;唐敢
【作者单位】东南大学土木工程学院;南京航空航天大学土木系
【正文语种】中文
【中图分类】TU393.3
【相关文献】
1.地震荷载作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构整体稳定性研究 [J], 马腾飞;冯秀苓;周晖;王江;魏昕
2.矢跨比对考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构整体稳定性能的敏感性分析 [J], 马腾飞;周晖;曲淑萍
3.钢结构单层网壳整体稳定性分析设计 [J], 史纲;刘辉;庄晓玲
4.考虑结构整体稳定性的单层网壳优化设计 [J], 李永梅;张毅刚
5.考虑几何非线性影响的单层网壳优化设计 [J], 张年文;董石麟;黄业飞;赵阳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

单层柱面网壳的稳定性(上)

单层柱面网壳的稳定性(上)

单层柱面网壳的稳定性(上)
沈世钊;陈昕;张峰;范卓
【期刊名称】《空间结构》
【年(卷),期】1998(4)2
【摘要】本文有计划地对380例实际尺寸的单层柱面网壳进行了荷载-位移全过程分析,求得了它们的极限承载力。

系统地考察了四边支承柱面网壳的矢宽比(矢高与波宽之比)和长宽比(长度与波宽之比)这两个主要几何参数对网壳稳定性能的影响;还系统考察了网壳初始几何缺陷和荷载不对称分布对其稳定性能的影响。

通过这种大规模参数分析方法,较好地掌握了单层柱面网壳稳定性能的规律,在此基础上提出了供设计使用的实用公式。

【总页数】12页(P17-28)
【关键词】单层柱面网壳;荷载;初始几何缺陷;权限承载力;全过程分析;长宽比;位移;基础;参数分析
【作者】沈世钊;陈昕;张峰;范卓
【作者单位】哈尔滨建筑大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU356;TU337
【相关文献】
1.抛物线型单层柱面网壳的非线性稳定性 [J], 贺拥军;周元亮
2.单层柱面网壳动力稳定性评估的阶跃推覆分析方法 [J], 曲扬;罗永峰;黄青隆
3.铝合金单层柱面网壳结构稳定性能研究 [J], 张凤起;齐麟
4.折线形单层柱面网壳的稳定性分析 [J], 张帅亮;高萌萌;杜文风
5.考虑节点偏差、杆件缺陷与偏心的单层三向柱面网壳稳定性研究 [J], 姜守芳;李会军;龙婷婷
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单层网壳结构整体稳定性分析

单层网壳结构整体稳定性分析

单层网壳结构整体稳定性分析摘要:作为常用的大跨度空间结构形式之一,单层网壳结构不仅结构形式美观,而且较少的节点和杆件也体现出该结构形式良好的经济性,但现实中单层网壳的整体失稳破坏现象在国内外均有发生,并得到设计师关注。

本文以结构稳定性分析理论为基础,对单层网壳整体结构线性稳定和考虑初始缺陷的非线性稳定问题的分析方法进行了系统的研究,并将研究成果直接应用于某站房屋盖的整体稳定性设计中,取得了良好的效果。

关键词:单层网壳结构;整体稳定性;分析1、前言单层网壳面外刚度弱,随着跨度的增大,结构的承载力主要由稳定控制,稳定验算成为结构设计的关键。

此外,单层网壳对缺陷敏感,其初始缺陷的分布与取值是该领域研究的主要课题之一。

网壳整体稳定性能的影响因素有很多种,而且都具有随机性。

而这些因素之间的相互影响使得网壳结构的稳定性问题变得更为复杂。

因此,对网壳结构进行整体稳定性分析是非常有必要的。

2、结构稳定分析基本问题在荷载作用下结构处于稳定平衡状态,荷载逐渐增加到某一值时,若继续施加某一微小增量,结构的平衡状态即发生明显的变化,结构体系由开始的衡状态变为不稳定平衡状态,最后达到一个新的稳定状态,这就是结构失稳或屈曲过程,对应的荷载即为屈曲荷载或临界荷载。

结构失稳主要有三种类型:第一类失稳通常是指结构荷载增加至一定数值时,结构由原来平衡状态变为另外一个平衡状态,该类失稳又称为分支点失稳或平衡分岔失稳,基本平衡路径为外荷载与内力相等的平衡状态对应的平衡路径,当结构沿基本平衡路径加载达到屈曲临界荷载时,平衡路径发生变化,有可能会出现新的平衡状态,新的平衡路径称为分支平衡路径,分支平衡路径与基本平衡路径的交叉点称为分支点,线性屈曲失稳的临界荷载N即为分支点对应的外荷载。

第二类失稳是指结构在大变形和大位移的不稳定的发展过程中,没有新的变形形式出现,失稳时结构平衡形态本质没有发生改变,这类失稳也称极值点失稳。

当外荷载逐渐增加至极值荷载Nmax后,结构平衡状态由稳定变为不稳定,荷载增大或即使保持不变,结构也会产生很大的位移,若要维持结构内外力之间的平衡必须逐渐减小外荷载。

单层球面网壳结构弹塑性稳定性能研究_曹正罡

单层球面网壳结构弹塑性稳定性能研究_曹正罡

第24卷第5期 V ol.24 No.5 工 程 力 学 2007年 5 月 May 2007 ENGINEERING MECHANICS17———————————————收稿日期:2005-09-17;修改日期:2005-12-27 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50338010)作者简介:*曹正罡(1975),男,黑龙江呼玛县人,讲师,博士生,从事网壳结构稳定性研究(E-mail: caohit@); 范 峰(1971),男,安徽安庆人,教授,博士,长期从事大跨空间结构抗震、稳定性能研究;沈世钊(1933),男,浙江嘉兴市人,教授,中国工程院院士,长期从事大跨空间结构抗风、抗震、稳定性能研究.文章编号:1000-4750(2007)05-0017-07单层球面网壳结构弹塑性稳定性能研究*曹正罡,范 峰,沈世钊(哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150090)摘 要:有计划地针对六种实际尺寸的常用单层球面网壳结构,利用ANSYS 软件及自编的前后处理程序进行了3200余例网壳双重非线性全过程分析。

求得网壳的弹塑性极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称分布,支承条件等因素对单层球面网壳结构弹塑性稳定性能的影响,着重研究考虑材料非线性后网壳极限承载力的变化规律。

通过这种大规模参数分析研究,较全面了解单层球面网壳结构的弹塑性稳定性能,为实际工程设计提供了理论依据和设计参考。

关键词:球面网壳;稳定;极限承载力;弹塑性;ANSYS 中图分类号:TU311.2 文献标识码:AELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF SINGLE LAYER LATTICEDDOMES*CAO Zheng-gang , FAN Feng , SHEN Shi-zhao(School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang 150090, China)Abstract: A comprehensive parametric analysis of elasto-plastic stability behaviors of six kinds of real latticed domes with various geometric parameters were carried out in the present paper. Based upon geometrical and material nonlinear complete-process analysis, more than 3200 examples of latticed domes were analyzed by Finite Element Method software ANSYS and self-developed pre- and post-processing programs for critical elasto-plastic loads. The effects of initial imperfection, possible unsymmetrical distribution of loads and different supporting conditions, especially the effects of material nonlinearity on the critical loads of these kinds of domes were considered. Through the analytical results, the elasto-plastic stability behaviors of single-layer latticed domes are concluded, and guide-lines for the design of this structure is provided. Key words: latticed domes; stability; critical loads; elasto-plasticity; ANSYS网壳结构在静力作用下的稳定性问题自20世纪80年代后期至90年代中期曾是一个理论研究热点课题,当时许多研究者运用非线性有限元分析方法对网壳结构进行弹性的或弹塑性的荷载-位移全过程跟踪,从各个方面研究其稳定性能。

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析
马宏伟;徐健聪;吴文斌;莫振忠
【期刊名称】《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2024(56)1
【摘要】单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法;针对异形单层网壳结构,研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响,确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力;对空间相贯节点进行了有限元分析,得到节点处应力的分布情况,并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明:异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大;稳定承载力对单层网壳结构起控制作用,对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析,结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大,设置隐蔽部位焊缝后,节点处各杆件的最大应力可减小20%以上.
【总页数】10页(P47-56)
【作者】马宏伟;徐健聪;吴文斌;莫振忠
【作者单位】华南理工大学土木与交通学院;广东廷旭建筑工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU392.3
【相关文献】
1.世博轴阳光谷单层异形钢结构网壳节点制作工艺研究
2.异形单层网壳结构整体提升施工数值分析及应用
3.半刚性节点单层球面网壳整体稳定性分析
4.世博轴单层异形钢结构网壳节点制作工艺的研究
5.异形单层网壳结构体系优化与整体稳定性研究
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网壳结构稳定性研究现状分析

网壳结构稳定性研究现状分析

网壳结构稳定性研究现状分析摘要:网壳结构以其受力合理、轻质高强以及良好的跨越能力等优点在世界各地被广泛应用,网壳结构稳定性是衡量其安全与否的重要指标之一,本文综述了网壳结构稳定性的国内、外研究现状,并对网壳结构的应用发展趋势做了总结。

关键词:网壳结构;稳定性1、引言随着人类物质文明和精神文明的发展与提高,人们亟需更大的自由空间及更小内支撑相互干扰的结构的出现,如大型集会场所、体育馆会展中心等。

而一般的平面结构,如刚架、桁架、平板网架等,受其结构形式的限制,跨越能力有限。

为此网壳结构应运而生,它以杆件为基础,按一定的规律组成网格,以壳体构型,兼具杆系和壳体的性质,保证了三维空间受力特性以及空间工作状态。

此外,网壳结构还有以下特点:1)轻型化特征,网壳结构各个构件之间没有特别明显的主次关系,各个构件几乎都能均衡承受荷载,其内力分布较为均匀,受力更加合理。

2)可以将结构美和建筑美有机地结合起来,完美与周围环境协调。

3)计算原理成熟、计算方法简便。

4)具有标准化、规格化特征。

网壳结构的杆件可以用型钢、铝材、木材等建材制成,容易实现建筑构件的大批量工业化生产,多种节点体系的发明及生产方法的高度自动化,可以提高生产效率,降低生产成本,从而使网壳结构的力学合理性与生产经济性完美结合起来,使大跨度网壳结构的广泛应用成为现实。

2、网壳结构稳定性的国内外研究现状网壳结构多数构件呈受压状态,典型的破坏形态是失稳破坏,具有突然性,会造成严重的损失。

尤其对于单层网壳,稳定更是控制其设计的关键,失稳破坏时钢材实际承受的应力水平很低,仅为30~40N/mm?,远未达到钢材屈服强度,使得网壳稳定性成为国内外学者关注的焦点。

网壳结构的计算方法大致分为两类:基于连续化拟壳理论的拟壳法和基于杆系有限元分析理论的离散结构法。

拟壳法的是一种近似方法,可近似算出杆件的内力、节点的位移和结构的稳定性,适合于中小跨度的网壳计算。

随着电子计算机技术的飞速发展,杆系结构的有限元方法已被广泛应用在网壳结构计算上,该法可以精确的计算出网壳结构的内力和挠度。

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考虑 杆件 失稳影响 的 网壳 结构 稳定性 研究
范 峰 严佳川 曹正罡
( ) 哈尔滨 工 业 大学 ,黑龙江哈尔滨 1 5 0 0 9 0
摘要 :为了 解 和 掌握 杆件 失 稳 对 网 壳 稳 定性 的影响 , 指出判别网壳结构杆件失稳的关键 问 题 并 提 出 杆 件 失 稳 的 判 别 方 法 。 采 用有限元 软 件 AN 得到模型结构的全过程 S Y S 及 自 编 的 前 后 处理 程 序 对 已 有 网 壳 试 验 进 行 对 比 分 析 , 响应 、 杆件 失 稳 的 判断 结 果 和 杆件 失 稳 对 结 构 的 影 响 , 分 析 结 果 符 合 已 有 试 验 结 果。并 以 K i e w i t t 8型球面网壳为 例, 分析 网 壳 结构 杆件 失 稳 特 征 及 在 网 壳 结 构 中 的 传 播 规 律 。 同 时 , 在 考 虑 杆 件 稳 定 性 的 基 础 上, 考察材料非线 性、 初 始 几 何 缺陷 以 及 杆件 挠曲 二 阶 效 应和 挠曲 失 稳 对 杆件 稳 定 性 和 网 壳 稳 定 性 的 影 响 规 律 。 结 果 表 明 提 出 的 方 法 可 以有 效 地 判断 网 壳 结构 杆件 的 稳 定性 , 杆件 失 稳 及 其 传 播 将 直接 影响结构 稳 定性 。 关键词 :网 壳 ;稳 定 ;杆件 失 稳 ;初 始 几 何 缺陷 ;弹 塑 性 ) 中图分类号 : TU 3 9 3. 3 文献标识码 :A 文章编号 : 1 0 0 0 1 3 1 X( 2 0 1 2 0 5 0 0 0 8 1 0 - - -
5卷 第5期 第4
范 峰 等 · 考 虑 杆件 失 稳 影响的 网 壳 结构 稳 发 生 屈 曲 破 坏 , 失 稳 区 域 不 断 扩 展, 结构最 终 整 体 翻 转 倒塌 。 图 1 为 该 穹 顶 网 壳 的 外 部 视 图 , 黑 点 表 示 发 生 杆件 失 稳 的 位 置
合作 用 没 有 系 统 地 探 究 及 提 出 可 供 工 程 应 用 的 成 果 , 其中如何 判 别 杆 件 失 稳 是 研 究 这 种 耦 合 作 用 的 一 个 首 要 问题 。 对于 网 壳 结构 , 杆件稳定性和结构整体稳定性的 耦 合作 用是不 可忽 略 的 。 然 而 , 当前采用有限元分析 网 壳 稳 定性 , 只能 通 过 整 体 刚 度 矩 阵 是 否 奇 异 来 判 断 结构 整 体 是 否 失 稳 , 无 法 判 断 杆 件 的 稳 定 性。 另 一 方 由于 网 壳 结 构 几 何 非 线 性 的 影 响 , 二阶效应使得 面, 杆件 的 内 力大于 线 性 分 析 的 结 果 , 因此网壳结构达到 极 限 承 载 力 之前 有 可能发 生 杆件 失 稳 。 罗马尼亚的布加勒斯特穹顶( 跨度 1 9 6 1 年, 矢高 1 单 层 球 面 网 壳) 由于局部积雪 9 3. 5 m, 9. 1 0 7 m,
。同时, 国 内外 学者对 网 壳 结构的 弹 塑
性 稳 定性 能也 进行了 相 应 的 研 究 , 并取得了一定的研 。但是当 前 理 论 研 究 的 目 标 是 网 壳 结 构 的
) , 基金项目 :国家自然科学基金面 上 项目 ( 黑龙江省青 年科学 5 0 7 7 8 0 5 4 ) 基金 ( 和 黑龙江省 博士 后 科研 启 动 基金 Q C 2 0 1 0 1 0 9 作者简介 :范 峰 , 博士 , 教授 收稿日期 : 2 0 1 1 0 1 2 5 - -
DOI:10.15951/j.tmgcxb.2012.05.013
第4 5 卷第 5 期 2 0 1 2 年5月
土 木 工 程 学 报
C H I N A C I V I L E N G I N E E R I N G J O U R N A L
V o l . 4 5 N o . 5 M a 2 0 1 2 y
引 言
2 0世纪6 0 年 代 以 来 网 壳 结构的 稳 定 性 研 究 一 直 是 国 内外 学者 关 注 的 热 点 问 题 , 其中对网壳结构的弹 性稳定研 究 无 论 是 分 析 理 论 还 是 实 用 方 法 都 取 得 了 丰硕 的 成 果 究成果
[ ] 5 8 - [ ] 1 4 -
[ 9]
相 对 位移 曲线 和 能量 方 法 判 别 杆件是 否 失 稳 。 将 荷载 作 用 下 杆 件 两 端 结 点 的 位 移 差 定 义 为 结 则在网壳结构的稳定性分析中可以得 点 相 对 位 移 Δ, 到 结点 相 对 位移 Δ 随 轴 向 压 力 P 变 化 的 全 过程 曲线 , 即P 通 过 杆件 的 P - Δ 曲线 。 - Δ 曲线 可 以 判断 杆 件是 否 )( ) 。 发 生 侧 移 失 稳( 图2 D e f l e c t i o n b u c k l i n g
S t u d o n s t a b i l i t o f r e t i c u l a t e d s h e l l s t r u c t u r e s c o n s i d e r i n t h e y y g i n f l u e n c e o f m e m b e r b u c k l i n g
: , A b s t r a c t I n o r d e r t o u n d e r s t a n d t h e i n f l u e n c e o f m e m b e r b u c k l i n o n t h e s t a b i l i t o f r e t i c u l a t e d s h e l l s a k e g y y , o n h o w t o d i s t i n u i s h m e m b e r b u c k l i n f o r r e t i c u l a t e d s h e l l s t r u c t u r e s w a s o u t a n d m e t h o d s f o r i s s u e o i n t e d g g p r o o s e d .A m e m b e r b u c k l i n w a s r e t i c u l a t e d d o m e m o d e l t e s t e d w a s a n a l z e d a n d c o m a r e d b d i s c r i m i n a t i n p p g y p y g , u s i n t h e f i n i t e e l e m e n t s o f t w a r e AN S Y S.T h e t o t a l r e s o n s ej r e s u l t s o f m e m b e r b u c k l i n a n d t h e u d m e n t g p g g o f m e m b e r b u c k l i n o n t h e s t r u c t u r e w e r e o b t a i n e d . T h e a n a l s e s r e s u l t s a r e i n a r e e m e n t w i t h i n f l u e n c e o o d g y g g , r o a a t i o n a t t e r n t h e t e s t .U s i n a K i e w i t t 8d o m e a s a n e x a m l et h e b u c k l i n c h a r a c t e r i s t i c s a n d o f m e m b e r p p g p g p g , , b u c k l i n w e r e s t u d i e d .M e a n w h i l e t a k i n t h e m e m b e r b u c k l i n i n t o c o n s i d e r a t i o n t h e e f f e c t o f m a t e r i a l g g g , , e o m e t r i c n o n l i n e a r i t n i t i a l i m e r f e c t i o n a n d b e n d i n s e c o n d o r d e r e f f e c t a n d b e n d i n b u c k l i n o f m e m b e r s - g yi p g g g o n t h e s t a b i l i t o f t h e m e m b e r s a n d t h e r e t i c u l a t e d s h e l l s t r u c t u r e s w e r e i n v e s t i a t e d . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e y g ; r o o s e d m e t h o d s c a n d i s c r i m i n a t e t h e m e m b e r b u c k l i n f o r r e t i c u l a t e d s h e l l s e f f e c t i v e l t h e m e m b e r b u c k l i n p p g y g a n d i t s r o a a t i o n c a n a f f e c t t h e s t a b i l i t o f t h e s t r u c t u r e d i r e c t l . p p g y y : ; ;m ; ; K e w o r d s r e t i c u l a t e d s h e l l s s t a b i l i t e m b e r b u c k l i n i n i t i a l i m e r f e c t i o n s e l a s t o e o m e t r i c l a s t i c -p y g p g y : E-m a i l 6 3. c o m i a c h u a n a n @1 j y 整 体 稳 定性 , 对于 杆 件 稳 定 性 和 结 构 整 体 稳 定 性 的 耦
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