结构失稳和整体稳定性分析

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建筑结构验收标准中的稳定性评估

建筑结构验收标准中的稳定性评估

建筑结构验收标准中的稳定性评估建筑结构验收是指在建筑物建成后对其结构进行检查、评估和审查,以确定其是否符合设计要求和建筑规范的过程。

其中,稳定性评估是建筑结构验收的重要环节之一。

本文将从稳定性评估的概念、评估方法和标准三个方面进行探讨。

一、稳定性评估的概念稳定性是指建筑结构在受到外力作用时保持平衡的能力。

稳定性评估旨在通过分析建筑结构的受力性能和稳定性能,判断其在正常工作状态下是否可以承受各种力的作用而不发生失稳或倒塌。

稳定性评估的主要目的是确保建筑结构的安全可靠性,减少潜在的风险和安全隐患。

二、稳定性评估的方法稳定性评估一般包括以下几个方面的内容:1. 结构材料的力学性能评估建筑结构的稳定性首先与所采用的材料的力学性能有关。

因此,在稳定性评估中需要对结构材料进行力学性能评估,包括强度、刚度以及变形能力等。

2. 结构受力状态的分析稳定性评估还需要对建筑结构的受力状态进行分析,包括受力形式、受力方向、受力大小等。

通过对结构受力状态的分析,可以确定结构所能承受的最大外力和荷载情况,从而评估其稳定性。

3. 结构的整体稳定性评估整体稳定性评估是建筑结构稳定性评估的核心内容。

通过对结构的整体形态、布置以及结构体系的分析,可以判断结构的整体受力性能和稳定性能,并评估其抗倒塌和抗局部失稳的能力。

4. 结构稳定性的验算和验证在稳定性评估中,需要进行结构的稳定性验算和验证。

通过运用力学原理和相关公式,对结构的承载能力、刚度、变形等参数进行计算和分析,从而验证其稳定性是否符合设计要求和建筑规范。

三、稳定性评估的标准稳定性评估的标准主要参考国家和地区的建筑设计规范和建筑结构验收标准。

例如,中国《建筑结构验收规范》、美国《建筑抗震设计规范》等都对建筑结构的稳定性评估提出了详细的要求和指导。

稳定性评估的标准一般包括以下几个方面的内容:1. 结构的稳定性安全系数稳定性安全系数是指结构的实际承受能力与其安全承载能力之比。

一般情况下,结构的稳定性安全系数应大于等于1.0,以确保结构在受到常规荷载作用时保持稳定。

《结构体系稳定分析》课件

《结构体系稳定分析》课件

正常使用极限原则
在正常使用情况下,确保结构的 变形和振动在允许范围内,不影 响结构的正常使用和安全性。
结构体系稳定分析的方法
静力分析法
通过静力平衡条件分析结构的稳定性,适用于结构在静力 作用下的稳定性分析。
01
动力分析法
利用结构的动力特性分析其稳定性,适 用于结构在动力作用下的稳定性分析。
02
03
稳定性判别准则
稳定性判别准则是用于判断结构是否稳定的准 则或标准。
根据不同的结构和载荷条件,可以采用不同的 稳定性判别准则,如极值点失稳、屈曲失稳等 。
这些准则可以帮助我们确定结构的临界载荷和 失稳形态,从而为结构的优化设计和加固提供 依据。
结构体系失稳的形态与机理
结构体系失稳的形态是指结构在失稳时所表现出的形 状和状态。
04
数据处理
对采集到的原始数据进行整理、筛选和校 验,确保数据质量。
05
06
使用统计分析方法对数据进行处理,提取 有意义的信息。
实验结果的分析与解释
结果分析 结果解释
01
对实验数据进行深入分析,研 究结构体系的稳定性特征。
02
比较不同实验条件下的结果, 探讨影响结构稳定性的因素。
03
04
根据实验结果,提出结构体系 稳定性的评价标准和指标。
桥梁结构的稳定性分析方法包括 有限元分析、离散元分析、边界 元分析等数值模拟方法和模型试
验方法。
高层建筑结构的稳定性分析
高层建筑结构的稳定性是确保建筑安全的重要因素,需进行全面的稳定性分析。
高层建筑结构的稳定性分析需要考虑多种因素,如风、地震、温度等自然因素以及 建筑物的自重、侧向力等。
高层建筑结构的稳定性分析方法包括静力分析、动力分析、弹塑性分析和时程分析 等。

结构失稳的理论概述研究

结构失稳的理论概述研究

结构失稳的理论概述研究摘要:对于建筑结构而言,大家对强度、刚度之类大抵是很了解了,却容易对结构的稳定性造成忽视,因为结构失稳问题并不那么直观,有可能整体失稳,也可能局部失稳;构件会失稳,基坑也会失稳,稳定性问题贯穿整个结构。

历史上就发生过很多因结构失稳而导致的严重事故,例如1907年,加拿大魁北克大桥在施工中破坏,9000吨钢结构全部坠入河中,桥上施工的人员有75人遇难,破坏是由悬臂的受压下弦失稳造成的。

近年来由于失稳造成的工程事故也时有发生。

本论文将从数学角度出发,全面介绍关于失稳的理论和一些成果,方便大家对失稳有个全方位的了解,也希望引起大家对失稳的重视。

关键词:失稳;临界荷载;长细比;支撑;局部失稳1引言失稳也称屈曲,失稳破坏时,破坏前变形很小,呈现脆性破坏的特点,因此一旦发生失稳,可能导致严重后果,要足够重视。

而失稳常发生在钢结构中,因为失稳主要是受压引起,而混凝土结构的抗失稳能力远远大于钢结构。

2从挠曲方程到临界荷载,再到长细比钢构件大部分受力可分为三大类:轴心受力构件、受弯构件和偏心受力构件。

要讨论结构中的失稳问题,就要回到材料力学中关于构件临界荷载的推导,临界荷载公式最早由欧拉提出:先建立压杆弯曲变形和截面弯矩的关系,也就是挠曲线微分方程;再根据弯矩是由轴力和弯曲变形产生,类似于二阶效应原理,建立弯矩公式;两个恒等式构成方程组,带入特殊边界条件进行求解,可以得到临界荷载计算公式如下:上式中的是由构件两端的连接方式决定的,E是材料自身的弹性模量,I是惯性矩,由构件的几何截面决定,l是构件的长度。

在达到临界荷载时,构件因刚度退化为0,而无法保持平稳,从这个角度看,失稳的本质是压力使刚度逐渐消失的过程。

因此失稳是构件的整体行为,和截面强度破坏完全不同。

临界荷载对理解失稳似乎还不是那么直接,那么从临界荷载公式如何变到人们更熟悉的长细比呢?在接近临界荷载时,长细比可由下列公式推导出:;上述推导式中的就是长细比。

建筑结构设计的结构稳定性

建筑结构设计的结构稳定性

建筑结构设计的结构稳定性建筑结构设计是建筑工程的重要组成部分,旨在确保建筑物在各种荷载作用下保持稳定。

结构稳定性作为结构设计的基本要求之一,对于保证建筑物的安全性和耐久性至关重要。

本文将从结构稳定性的概念、重要性、计算方法和相关措施等方面进行论述。

一、结构稳定性的概念及重要性结构稳定性是指建筑结构在外力作用下不产生过大的变形和失稳的能力。

它影响着建筑物的整体性能和安全性,直接关系到建筑物的使用寿命和人员安全。

在结构设计中,必须充分考虑结构的稳定性,确保结构在各种荷载作用下能够有效地抵抗变形和破坏。

为了确保建筑物的结构稳定性,设计师要充分考虑建筑所处的环境条件、造价限制和功能要求等因素。

同时,合理选择结构系统和材料,采用适当的分析方法和计算公式,对结构进行合理的抗震和稳定性分析。

只有在满足结构稳定性的前提下,才能确保建筑物的安全可靠。

二、结构稳定性的计算方法为了评估建筑结构的稳定性,设计师可以采用一系列计算方法和工具。

其中,静力弹性法和有限元分析法是常用的两种计算方法。

静力弹性法是一种基于弹性理论的计算方法,适用于荷载较小的简单结构或初步设计阶段的计算。

该方法通过假设结构行为呈线性弹性,将结构的荷载、荷载组合和材料性能等参数代入公式,计算结构的应力和变形,判断结构的稳定性。

有限元分析法是一种数值计算方法,可用于分析各种复杂结构的稳定性。

该方法将结构划分为有限个小单元,利用离散的节点和单元进行计算,模拟结构的物理行为。

通过应用相应的数学模型和力学原理,计算结构的应力、变形等参数,评估结构的稳定性。

三、保障结构稳定性的措施为了提高建筑结构的稳定性,设计师可以采取一系列措施。

以下是几个重要的措施:1.合理选择结构系统:根据具体情况选择合适的结构系统,例如框架结构、梁柱结构或桁架结构等。

不同的结构系统具有不同的抗震和稳定性能,需要根据实际需求进行选择。

2.选用适当的材料:在结构设计中,选用优质的建筑材料可以提高结构的稳定性。

机械结构稳定性分析与改进设计

机械结构稳定性分析与改进设计

机械结构稳定性分析与改进设计概述:机械结构的稳定性是机械设计中非常重要的考虑因素之一。

稳定性不仅决定了机械结构的可靠性和安全性,还直接影响机械的使用寿命和性能。

本文将探讨机械结构稳定性的分析方法,并提出改进设计的策略。

一、稳定性分析方法稳定性分析是通过对机械结构力学性能的计算和研究,来确定机械结构的可靠性和稳定性。

以下是常用的几种稳定性分析方法:1.有限元法有限元法是广泛应用于机械结构稳定性分析的数值方法之一。

通过将机械结构分割为有限个单元,并以节点为基础建立刚度矩阵,然后求解结构的位移和应力,从而评估结构的稳定性。

有限元法能够较准确地描述机械结构的复杂变形和应力分布情况。

2.静力分析静力分析是通过分析机械结构在稳定静力平衡条件下的受力情况,来评估结构的稳定性。

通过计算结构的刚度矩阵和外载荷,可以得到结构的位移、内力和应力等参数,从而判断结构的稳定性。

3.临界荷载分析临界荷载分析是通过确定机械结构的失稳点,即临界荷载,来评估结构的稳定性。

在临界荷载下,结构将发生局部或整体失稳,例如屈曲或倒塌。

通过计算结构的临界荷载,可以判断结构是否稳定以及需要采取哪些改进措施。

二、稳定性改进设计策略机械结构稳定性问题往往要通过改进设计来解决。

以下是几种常用的改进设计策略:1.结构优化设计结构优化设计是通过调整结构的几何形状、材料和工艺等参数,以优化结构的稳定性。

例如,增大结构的剖面和截面尺寸,提高材料的强度和刚度,改变结构的连接方式等,都可以增强结构的稳定性。

2.支撑和加强在设计中,通过增加支撑和加强部件来增强结构的稳定性是常见的策略。

例如,增加支撑杆、支座、撑杆等,使机械结构在受力时更加坚固和稳定。

3.减少材料的非均匀性材料的非均匀性会导致结构的失稳和变形。

通过选择质量更加均匀的材料,减少材料的缺陷和强度差异,可以提高机械结构的稳定性。

4.增加阻尼和控制系统在某些情况下,通过增加阻尼系统和控制系统来改善机械结构的稳定性是有效的。

失稳——精选推荐

失稳——精选推荐

建筑结构破坏事故的发生,因失稳破坏者屡见不鲜。

由于钢结构强度高,用它制成的构件比较细长,截面相对较小,组成构件的板件宽而薄,因而在荷载作用下容易失去稳定性。

结构或压杆在压缩载荷或其他特定载荷作用下,在某一位置保持平衡构形,当载荷小于一定的数值时,微小外界扰动使其偏离初始平衡构形,外界扰动除去后,构件仍能回复到初始平衡构形,则称初始平衡是稳定的;当载荷大于一定的数值时,微小外界扰动使其偏离初始平衡构形,外界扰动除去后,构件不能回复到初始平衡构形,则称初始平衡是不稳定的。

不稳定的平衡构形在任一微小的外界扰动下,都要转变为其他形式的平衡构形,这种过程称为失稳。

失稳就是稳定性失效,也就是受力构件散失保持稳定平衡的能力,比如指结构或构件长细比(如构件长度和截面边长之比)过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡的现象。

失稳将导致构件失效,这种失效称为屈曲失效。

由于屈曲失效往往具有突发性,常常会发生灾难性后果,因此研究结构的屈曲失效在工程设计中是非常重要的。

稳定的平衡位置与不稳定的平衡位置之间的分界点称为临界点,临界点所对应的载荷称为临界载荷Pcr 。

随着工程材料的发展,构件可以做得更精美,对深入研究和解决稳定问题更为重要,尤其是确定压杆或结构的临界载荷。

归纳起来,确定结构失稳的最小载荷,即是确定结构失稳的临界载荷;确定结构承载的最大极限值,也是确定结构的临界载荷;确定结构的许可载荷是确定含有安全系数的临界载荷。

工程设计中静定结构的临界载荷的确定,只要是组成静定结构的构件之一失稳时,结构将失去平衡能力,此时的外载荷就是结构的临界载荷。

静不定结构也叫超静定结构,它含有平衡要求之外的多余构件,称多余约定,当多余约束失稳时,结构仍具有承载能力,只有当最后的静定结构也失去平衡能力时,对应的载荷才是静不定结构的临界载荷。

稳定性的计算欧拉公式:稳定性条件式中 ------压杆所受最大工作载荷------压杆的临界压力------压杆的规定稳定安全系数1.结构失稳的分类1.1第一类稳定问题或者具有平衡分岔的稳定问题(也叫分支点失稳)。

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。

第四章 钢结构的稳定

第四章 钢结构的稳定

②型钢热轧后的不均匀冷却;
③板边缘经火焰切割后的热塑性收缩; ④构件经冷校正产生的塑性变形。其中,以热轧残余应力的影响 最大。
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
残余应力对轴心受压构件稳定性的影响与它的分布有关。下面以 热轧制H型钢为例说明残余应力对轴心受压的影响(如下图所示)。
H型钢轧制时,翼缘端出现纵向残余压应力(图中阴影区称为I区),其余部分存在 纵向拉应力(称为Ⅱ区),并假定纵向残余应力最大值为0.3fy,由于轴心压应力 与残余应力相叠加,使得I区先进入塑料性状态而Ⅱ区仍工作于弹性状态,图(b), (c),(d),(e)反应了弹性区域的变化过程。 I区进入塑性状态后其截面应力不可 能再增加,能够抵抗外力矩(屈曲弯矩)的只有截面的弹性区,此时构件的欧拉临 界力和临界应力为:
根据上式可绘出N—V变化曲线, 如图所示。由此图可以看出:
(1)当轴心压力较小时,总挠
度增加较慢,到达 A或A’后,总
挠度增加加快。 (2)杆件开始时就处于弯曲平
衡状态,这与理想轴心压杆的直线平衡状态不同。
(3)对无限弹性材料,当轴压力达到欧拉临界力时,总挠度无限增大。 而实际材料是,当轴压力达到图中B或B'时,杆件中点截面边缘纤维屈 服而进入塑性状态,杆件挠度增加,而轴力减小,构件开始弹性卸载。
临界状态 (微弯平衡)
【又称】分岔失稳或第一类稳定问题 (bifurcation instability) 【定义】由原来的平衡状态变为一种新的微弯(或微 扭)平衡状态。 相应的荷载NE——屈曲荷载、临界荷载、 平衡分岔荷载
此类稳定又可分为两类:
稳定分岔失稳
不稳定分岔失稳
稳定分岔失稳
不稳定分岔失稳
例:求解图示刚性杆体系的临界力
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结构失稳和整体稳定性分析
失稳破坏是一种突然破坏,人们没有办法发觉及采取补救措施,所以其导致的结果往往比较严重。

正因为此,在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。

导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力,也就是轴向力或面内力。

所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。

这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。

下面根据本人多年来的研究及工程计算经验,谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法,也算做一个小结。

1稳定性分析的层次
在对某个结构进行稳定性分析,实际上应该包括两个层次。

(一)是单根构件的稳定性分析。

比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱(桅杆)等。

单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。

不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构,还是需要做试验及有限元分析。

(二)是整个结构的稳定分析。

比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。

整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。

2整体稳定性分析的内容
通常,稳定性分析包括两个部分:Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。

(1)Buckling分析
Buckling分析是一种理论解,是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。

目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。

Buckling分析不需要复杂的计算过程,所以比较省时省力,可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。

但是由于Buckling分析得到的是非保守结果,偏于不安全,所以一般不能直接应用于实际工程。

但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步,因为一方面Buckling 可以初步预测结构的稳定承载力,为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据;另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态,为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。

另外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。

通过Buckling分析得到的屈曲模态,我们可以看出结构可能发生的失稳破坏是整体屈曲还是局部屈曲。

如果是局部屈曲,那么为什么会发生局部屈曲?局部屈曲的荷载因子是否可以接受?是否是由于局部杆件截面设计不合理所导致?这些问题希望能引起大家的注意。

(2)非线性稳定分析
前文已经讲过,Buckling分析是一种理论解。

但是由于加工误差、安装误差、温度应力、焊接应力等因素的存在,现实中的结构多少都会存在一些初始缺陷,其稳定承载力与理论解肯定存在一定的差别。

另外,由于Buckling分析是线性的,所以它不可以考虑构件的材料非线性,所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态,那么Buckling也是无法模拟的。

所以必须利用非线性有限元理论对结构进行考虑初始几何缺陷、材料弹塑性等实际因素的稳定性分析。

目前应用较多的是利用弧长法对结构进行“荷载-位移”全过程跟踪技术,来达到计算结构整体稳定承载力的目的。

由于弧长法属于一种非线性求解方法,而且在非线性稳定分析中通常需要考虑几何非线性、材料非线性及弹塑性,所以通常需要求助于通用有限元软件。

比如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、ADINA等。

而设计软件,比如PKPM、SAP2000、MIDAS等通常不具备这种功能,或者具备功能而比较难得到满意的结果。

在这些通用有限元软件中,可以较好的计算结构的屈曲前、屈曲后性能。

通常通过“荷载-位移”曲线来判断计算结果的合理性及结构的极限稳定承载力。

通过有限元软件不但可以较好的对结构进行非线性稳定分析,同时还可以考虑初始几何缺陷、材料非线性、材料弹塑性等问题。

基本上可以实现对结构的真实模拟分析。

3整体稳定性分析的关键问题
结构的整体稳定性分析是很长时间以来一直备受关注的课题,而且在今后很长一段时间内仍将是热门研究对象。

这是因为结构整体稳定承载力的影响因素很多,比如初始几何缺陷、焊接应力、材料非线性、荷载形式等。

所以很多问题需要大家深入考虑:
(1)结构是否存在稳定性问题。

我觉得这非常重要,因为通常情况下只要用户给一个模型,软件都会算出一个稳定系数。

但是实际上结构不一定存在失稳问题,可能很显然地是属于强度破坏问题。

所以,前期的判断很重要,不要把时间和精力浪费在没有意义的事情上。

(2)结构的非线性。

在整体稳定性分析中可能涉及三种非线性,分别为几何非线性、材料非线性、边界非线性。

其中几何非线性是必须要考虑的;如果要真实的考虑结构的材料行为还必须考虑材料的非线性问题,也就是材料的应力-应变关系。

对于一些特殊问题,比如结构某些支承点有可滑动能力,那么还必须考虑边界非线性,这样的话问题就更为复杂。

(3)初始几何缺陷。

由于加工制造、施工安装、运输等原因,实际结构与最初的计算模型肯定有一些差别。

所以在计算时通常对计算模型施加一定的初始几何缺陷,来考虑几何误差对结构稳定承载力产生的影响。

实际工程中几何缺陷的分布与大小应该是与加工厂家、施工单位有关的,应该一种“已知”的“随机分布”。

之所以说是已知的,是因为实际上某一个固定单位的加工、施工误差肯定存在一定的规律,只是我们没有去深入研究它。

比如一个固定机器的制作误差是可以通过大量测试数据来分析的。

而它又是“随机分布”的,因为对于整个大结构而言,每个节点的几何误差应该是有一定随机分布的特征。

不过,在国内的做法是“一致模态法”,就是按照Buckling分析的第一阶屈曲模态来进行初始几何缺陷的施加,而最大缺陷大小则按照《网壳技术规程》规定的数值(原来是跨度的1/300,不知新规范是否有更改)。

这种方法在理论上是一种保守方法,因为按照第一阶屈曲模态施加的初始几何缺陷是最不利的。

但是原规范规定的最大缺陷值(L/300)一直存在争议,因为在现有技术条件下有时候偏大很多。

希望国内的制造、施工单位能对自己公司的产品进行统计分析,为更好地预测结构的初始几何缺陷提供技术支持。

(4)材料的弹塑性。

Buckling是一种线弹性分析方法,它预测结构稳定承载力的前提是假定结构处于线弹性状态。

但是把使用荷载的几倍、十几倍甚至几十倍施加于结构上,很可能部分构件已经进入了塑性。

所以,最佳方法是在进行非线性稳定分析过程中考虑材料的弹塑性行为,否则可能会得到非保守的结果。

(5)稳定系数的控制。

计算得到结构的整体稳定荷载系数后,问题便集中在荷载系数K的控制上。

按照《网壳结构技术规程》给出的建议值,K取5.0。

但是在实际应用中发现很多工程是算不到5.0的。

这有两方面的问题,一是计算采用的荷载是什么?设计中我们有很多荷载组合(一般采用标准组合),不同的荷载组合计算得到的K肯定是不同的,所以可能采用某些组合是可以满足要求的,而另外一些则不满足要求;二是5.0的限值或许有点大。

因为通常5.0的荷载作用下结构部分构件已经进入了塑性,也意味着结构可能已经发生了强度破坏,所以稳定系数已经失去意义。

(6)对计算结果的判断。

在一些资料和论文上经常看到“荷载-位移”曲线为一段上升的曲线,但是曲线又处于明显的上升阶段。

所以通过曲线让人无法判断计算结果是否达到了结构的稳定承载力。

其实目前有限元的计算方法是对模型施加一定的荷载,然后让软件去算,到计算不收敛时,即认为荷载加到了结构的稳定承载力。

但是存在这样一个问题:模型达到稳定承载力是不收敛的,但是并不是结构不收敛都是因为达到了结构的稳定承载力。

也可能是由于数值不收敛、用户计算参数设置有问题等等原因。

所以对计算结果进行合理的判断非常重要。

不要算出一条曲线就说是达到了结构的稳定承载力,是不科学的。

最好的结果是能够算出下降段,可以明显地找到最大荷载因子。

不过,有时候很困难,需要用户掌握较深的非线性分析理论及具备较多的计算经验。

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