网壳结构类论文例文,与初始几何缺陷对网壳结构稳定性承载力的影响相关论文查重软件

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采用CAD建模,导入MIDAS中进行定义、分析.结构简化计算模型如图3所示,网壳杆件和拱结构的单元均为梁单元,中间结点均为刚性连接,其中根据屈曲模态图（图4、图5）的失稳变形情况,在失稳区域将杆件沿杆长方向细分成4段,以便能反映构件失稳后刚度退化的情况（考虑结构的整体失稳破坏因局部杆件的失稳引起时）；杆件的初始弯曲和初始几何缺陷利用最低阶线性屈曲模态模拟,便能反映构件的二阶效应方法.

4.2计算结果及分析

首先,对该模型进行特征值屈曲分析,得出特征值屈曲分析计算所得的两种荷载组合下的前四阶线性稳定系数（表2）和理想模型的前四阶线性屈曲模态图（图4）.以第一阶屈曲模态的屈曲向量引人初始缺陷值.然后,在工况1、工况2的情况下,分别以241号、225号节点（表1）为控制节点,分别进行了缺陷值为0（理想情况）40mm、80mm几何非线性有限元分析.在进行稳定性分析时,采用了位移控制法,该方法的最大优点是在跨越平衡路径中的临界点和反跳点.表3列出了2种荷载组合工况下组合网壳结构几何非线性屈曲临界荷载系数及考虑初始缺陷后荷载系数之间的比例关系；图6给出了荷载工况1下241号节点的荷载-位移曲线；图7给出了荷载工况2下225号的节点的荷载-位移曲线；图8给出了不同荷载工况下的初始缺陷对稳定承载力的影响曲线.

从表3中的值可看出,随着缺陷值的增大,结构对缺陷的敏感程度增加,表现在极限承载力的规律性下降.荷载工况1的情况下：当初始缺陷增加到40mm时,结构极限荷载仅为理想网壳极限荷载74.7%,当达到80mm时,仅为54.7%,极限荷载下降速率见图8；从理想结构到缺陷为80mm时,稳定系数介于21.23～38.84,满足相关规范要求.荷载工况2的情况下：当初始缺陷增加到40mm时,结构极限荷载仅为理想网壳极限荷载61.8%,当达到80mm时,仅为50.7%,极限荷载下降速率见图8；从理想结构到缺陷为80mm时,稳定系数11.42～22.54,满足相关规范要求.不同荷载工况下极限承载力系数不同：在理想结构情况下,工况1是工况2的1.72倍；当初始缺陷增加到40mm时,工况1是工况2的2.08倍；当达到80mm时,工况1是工况2的1.85倍.从图9可以得出,在理想结构情况下,考虑了风荷载,极限荷载下降速率比不考虑风荷载情况大.

5结论

本文采用有限元软件MIDAS对单层组合加肋拱支网壳进行特征值屈曲分析与几何非线性分析,可得出以下结论：

1.当考虑初始缺陷时,结构的几何非线性稳定性下降较多,证明网壳结构对初始缺陷较为敏感.

2.由施加初始缺陷的几何非线性分析可知,相较于整个结构来说,柱子具有良好的刚度,不会出现由于柱首先失稳而引起结构整体失稳破坏的现象.

3.荷载工况组合的影响：不同的荷载工况下,失稳的节点位置不一样.在工况1下,失稳的节点为241号；在工况2下,失稳的节点为225号.不同的荷载工况下稳定极限承载力不一样,从理想结构到缺陷为80mm时,工况1下的稳定系数是工况2下的稳定系数的1.72～2.08倍,当初始缺陷幅值达到跨度的1/600时,不同的荷载对稳定极限承载力影响最敏感.不同,.

参考文献：

[1]沈世钊,陈听.网壳结构稳定性[M].北京：科学出版社,1999.

[2]李华.大跨度单层椭球面网壳结构静、动力性能研究：〔硕士学位论文〕.上海：同济大学土木工程学院,1996.

[3]沈祖炎.钢结构学[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.

[4]黄为民,赵惠麟.具有随机几何缺陷的单层网壳临界荷载的确定[J].空间结构,1994.1（2）：26-32.

[5]中华人民共和国行业标准.网壳结构技术规程JGJ61一2003.北京：中国建筑出版社,2003

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