考虑杆件初弯曲的单层球面网壳稳定性能 被引量：18

1

作者 范峰 严佳川 曹正罡 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期158-164,共7页

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变... 基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变量对网壳稳定性能的影响规律.论证了一致缺陷模态法和特征缺陷模态法计算杆件初弯曲对网壳极限承载力影响的适用性.提出了适用于计算考虑杆件初弯曲影响的网壳极限承载力修正的一致缺陷模态法.采用修正的一致缺陷模态法进行了300余例考虑杆件初弯曲的K8型单层球面网壳的弹塑性全过程分析.结果显示:采用修正的一致缺陷模态法可以计算考虑杆件初弯曲的单层球面网壳极限承载力的最小值.杆件初弯曲能够降低单层球面网壳的极限承载力,并改变其屈曲模态和塑性发展分布.当最大允许初弯曲为杆件长度的1/1 000时,网壳极限承载力最大下降5%以上;当最大允许初弯曲为杆件长度的2/1 000时,网壳极限承载力最大下降10%以上. 展开更多

关键词 单层球面网壳 杆件初弯曲 稳定 极限承载力 屈曲模态

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随机杆件初弯曲对K6型网壳稳定承载力的影响研究 被引量：2

2

作者 李会军 卢珍 韩健 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期15-23,39,共10页

单层网壳属于缺陷敏感型结构,初始缺陷对其稳定承载力影响较复杂。为研究随机杆件初弯曲对网壳整体承载力的影响,以K6型单层球面网壳为对象,推导了实现具有杆件随机初弯曲网壳的相关公式,并详细阐述了其在有限元程序中的实现方法,分别... 单层网壳属于缺陷敏感型结构,初始缺陷对其稳定承载力影响较复杂。为研究随机杆件初弯曲对网壳整体承载力的影响,以K6型单层球面网壳为对象,推导了实现具有杆件随机初弯曲网壳的相关公式,并详细阐述了其在有限元程序中的实现方法,分别研究了杆件初弯曲幅值、弯曲方向角及二者耦合作用对网壳结构稳定承载力的影响程度。主要得出如下结论:当初弯曲幅值δ取为确定值l/1 000时,与理想网壳相比,承载力下降5%左右;当δ取为确定值l/250时,承载力下降14%左右。与随机初弯曲幅值相比,初弯曲方向角对网壳结构稳定承载力的影响较小。同时考虑弯曲幅值与弯曲方向角的随机性时,杆件初弯曲对网壳稳定承载力的影响更为显著。推导的建模公式及其有限元方法可推广至其它类型的空间网格结构中。 展开更多

关键词 球面网壳 稳定承载力 杆件初弯曲 随机缺陷 随机变量

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杆件初弯曲对半刚接单层柱面网壳稳定承载力的影响研究 被引量：2

3

作者 肖姚 李会军 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2020年第1期69-77,共9页

为了系统地研究杆件初弯曲对半刚接单层柱面网壳稳定承载力的影响,对5种矢跨比的半刚接网壳进行了双重非线性全过程分析。首先阐述了焊接球节点刚度及随机杆件初弯曲的确定方法,然后深入研究了杆件初弯曲对5种矢跨比的半刚接网壳稳定承... 为了系统地研究杆件初弯曲对半刚接单层柱面网壳稳定承载力的影响,对5种矢跨比的半刚接网壳进行了双重非线性全过程分析。首先阐述了焊接球节点刚度及随机杆件初弯曲的确定方法,然后深入研究了杆件初弯曲对5种矢跨比的半刚接网壳稳定承载力的影响程度,最后探讨了具有杆件弯曲的半刚接网壳的破坏过程。研究结果表明,杆件初弯曲对半刚接网壳稳定承载力的影响程度与网壳矢跨比和初弯曲分布形式有关。如杆件初弯曲对矢跨比为1/3、1/4半刚接网壳的影响甚微,对矢跨比为1/5半刚接网壳的影响较为明显。矢跨比为1/6半刚接网壳的承载能力对个别杆件的弯曲形式较为敏感,而对某些杆件的初弯曲形式不敏感;随着矢跨比的减小,具有杆件初弯曲的半刚接网壳的极限荷载的离散性先增大后减小;网壳达到极限状态之后,失稳区域的竖向位移、杆件的弯曲应力和节点的转角迅速增大,网壳的受力状态转变为弯曲应力状态,当失稳区域的位移较大时,会引起该区域部分杆件丧失稳定,最终导致网壳发生整体失稳。 展开更多

关键词 单层柱面网壳 杆件初弯曲 半刚接节点 节点刚度 稳定性

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杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能影响研究 被引量：26

4

作者 严佳川 范峰 曹正罡 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期63-71,共9页

为研究杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能的影响,采用多段梁法模拟杆件的初弯曲,通过ANSYS软件给出2种建模方法引入网壳结构的杆件初弯曲。根据杆件初弯曲的随机性介绍随机缺陷模态法,以Kiewitt-8型网壳为例解释随机缺陷模态法的模拟... 为研究杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能的影响,采用多段梁法模拟杆件的初弯曲,通过ANSYS软件给出2种建模方法引入网壳结构的杆件初弯曲。根据杆件初弯曲的随机性介绍随机缺陷模态法,以Kiewitt-8型网壳为例解释随机缺陷模态法的模拟过程并考察杆件初弯曲方向角和幅值随机变量对网壳稳定性的影响,由此得到修正的一致缺陷模态法。基于上述方法,分析考虑杆件初弯曲的Kiewitt-6、Kiewitt-8和短程线型单层网壳的稳定性,定量给出杆件初弯曲对不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构承载力的影响。结果表明:对于不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构,杆件初弯曲将明显降低结构承载力,并且能够改变结构的塑性发展程度,杆件初弯曲对单层网壳弹塑性稳定性能的影响不可忽略;修正的一致缺陷模态法能够有效评估考虑杆件初弯曲的网壳结构承载力的较小值。 展开更多

关键词 单层网壳 稳定 杆件初弯曲 有限元分析 承载力

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杆件初弯曲对弦支穹顶静动力承载力的影响 被引量：11

5

作者 王琼 邓华 黄莉 《空间结构》 CSCD 北大核心 2013年第4期18-24,33,共8页

初始缺陷是影响大跨度结构稳定承载力和弹塑性抗震性能的重要因素,但杆件的初弯曲还较少考虑.为引入初弯曲并有效模拟杆件的弹塑性大变形反应,对圆钢管杆件的梁单元合理分段问题进行了考察.分析结果表明,当杆件划分4个三节点梁单元且端... 初始缺陷是影响大跨度结构稳定承载力和弹塑性抗震性能的重要因素,但杆件的初弯曲还较少考虑.为引入初弯曲并有效模拟杆件的弹塑性大变形反应,对圆钢管杆件的梁单元合理分段问题进行了考察.分析结果表明,当杆件划分4个三节点梁单元且端部与中部单元长度比值为1∶4时,便能确保与壳单元模型的弹塑性分析结果非常接近.以一经过满应力设计的弦支穹顶为研究对象,进行结构的弹塑性屈曲分析以及地震时程分析,考察杆件的初弯曲对结构稳定承载力以及地震响应的影响.发现考虑了梁单元细分并引入1/1000的杆件初弯曲后结构的极限承载力最多可降低13%.当地震动强度较大时,结构的顶点位移、塑性应变能等地震响应会随着杆件初弯曲的形状、方向和幅值的变化产生较大差异. 展开更多

关键词 弦支穹顶 杆件初弯曲 稳定承载力 弹塑性 地震响应

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杆件初弯曲及偏心对单层柱面网壳稳定承载力的影响研究 被引量：1

6

作者 李会军 肖姚 +1 位作者 张凯宝 王超 《空间结构》 CSCD 北大核心 2019年第2期10-19,共10页

单层网壳属于缺陷敏感型结构.为理清杆件初弯曲及杆件偏心对单层柱面网壳稳定承载力的影响程度,对1500余例缺陷网壳进行了双重非线性分析,深入研究了两者对网壳稳定承载力的影响程度与规律.研究表明,杆件初弯曲对网壳稳定承载力的影响... 单层网壳属于缺陷敏感型结构.为理清杆件初弯曲及杆件偏心对单层柱面网壳稳定承载力的影响程度,对1500余例缺陷网壳进行了双重非线性分析,深入研究了两者对网壳稳定承载力的影响程度与规律.研究表明,杆件初弯曲对网壳稳定承载力的影响程度与矢跨比有关,对于文中算例,矢跨比为1/6的网壳的承载能力对杆件初弯曲较为敏感,而其他矢跨比网壳对此不敏感;随着矢跨比的减小,极限荷载的变异系数先增大后减小.杆件偏心对网壳极限荷载的影响程度也有矢跨比有关,杆件偏心对矢跨比为1/6的网壳的极限荷载影响最为显著;网壳的稳定承载能力与杆件偏心的分布形式及大小均有紧密关系. 展开更多

关键词 单层柱面网壳 杆件初弯曲 杆件偏心 随机缺陷 稳定承载力

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初弯曲对杆件动力性能的影响 被引量：13

7

作者 孙强 张本福 姚小刚 《工业建筑》 CSCD 北大核心 1998年第3期15-17,共3页

探讨初弯曲对杆件动力性能的影响问题，采用弹性稳定理论分析杆有初弯曲和初偏心时，对杆件动力稳定性的影响。实例表明，随着杆件初弯曲的增大，其杆件振幅值随之成比例增大，其杆件动力稳定性也随之降低。根据分析结果，提出了实际工... 探讨初弯曲对杆件动力性能的影响问题，采用弹性稳定理论分析杆有初弯曲和初偏心时，对杆件动力稳定性的影响。实例表明，随着杆件初弯曲的增大，其杆件振幅值随之成比例增大，其杆件动力稳定性也随之降低。根据分析结果，提出了实际工程中减小或防止杆件初始缺陷的具体措施，可供实际工程应用时参考。 展开更多

关键词 杆件的初弯曲 动力稳定性 振幅

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杆件随机初弯曲对半刚性连接单层网壳稳定承载能力影响研究

8

作者 孙庆巍 郑娅洁 +1 位作者 赵中伟 高莜然 《空间结构》 CSCD 北大核心 2022年第2期10-18,共9页

单层网壳结构是一种缺陷敏感型结构,其稳定承载能力受节点刚度和杆件初弯曲的影响较大.为更有效地研究节点半刚性和杆件随机初弯曲对网壳稳定承载能力的影响,引入双单元法实现了对网壳节点半刚度特性的模拟,运用了一种同时考虑节点刚度... 单层网壳结构是一种缺陷敏感型结构,其稳定承载能力受节点刚度和杆件初弯曲的影响较大.为更有效地研究节点半刚性和杆件随机初弯曲对网壳稳定承载能力的影响,引入双单元法实现了对网壳节点半刚度特性的模拟,运用了一种同时考虑节点刚度和杆件初弯曲的数值方法,分析了节点刚度、杆件初弯曲大小和方向的随机性对网壳屈曲承载能力的影响.深入研究了屈曲荷载系数的概率分布,得到其概率分布规律,拟合了关于网壳屈曲荷载系数的对数均值和对数标准差随节点刚度系数变化的折减系数公式.据此可高效简便地推导出网壳屈曲荷载系数的置信区间,从而得到网壳的极限屈曲荷载,为单层网壳结构的稳定承载能力分析提供了一种准确实用的分析方法. 展开更多

关键词 单层网壳 杆件随机初弯曲 节点刚度 半刚性 稳定承载能力

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随机初始缺陷对单层球面网壳承载力的影响研究 被引量：3

9

作者 李会军 王超 韩健 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第4期112-119,143,共9页

单层球面网壳属缺陷敏感型结构。为研究杆件初弯曲、节点偏差及二者耦合作用对单层球面网壳整体稳定承载力的影响,首先推导了实现杆件初弯曲的相关算式,并阐述了其有限元实现方法;然后采用3种建模方法,分别研究了随机杆件初弯曲、随机... 单层球面网壳属缺陷敏感型结构。为研究杆件初弯曲、节点偏差及二者耦合作用对单层球面网壳整体稳定承载力的影响,首先推导了实现杆件初弯曲的相关算式,并阐述了其有限元实现方法;然后采用3种建模方法,分别研究了随机杆件初弯曲、随机节点偏差及二者耦合作用对网壳稳定承载力的影响程度。计算结果表明：随机杆件初弯曲对网壳的稳定承载力有显著影响,与理想网壳相比,当δ=l/1 000（l为杆件长度）时,极限荷载平均下降了约16.3%,且服从正态分布;随机节点偏差越大,网壳的极限荷载越小,离散性越大;杆件初弯曲与节点偏差耦合作用对网壳稳定承载力影响显著,对于所考虑的最大初弯曲幅值与节点偏差,极限荷载下降了17.8%~27.2%;权衡精度与计算量,研究具有杆件初弯曲网壳的稳定承载力时,宜采用8~10根等代直梁等代每根初弯曲杆件。 展开更多

关键词 球面网壳 稳定承载力 杆件初弯曲 节点偏差 随机缺陷

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考虑杆件失稳的半刚接网架稳定性研究 被引量：4

10

作者 李会军 何双华 《空间结构》 CSCD 北大核心 2019年第4期18-26,34,共10页

在传统的网架结构设计与分析中,常假定杆件之间的节点为理想刚接或铰接,而实际网架中的节点属于半刚性节点.为了理清节点弯曲刚度对网架稳定性能的影响,提出了一种含有杆件初弯曲的半刚接力学模型,针对具有不同节点弯曲刚度的网架开展... 在传统的网架结构设计与分析中,常假定杆件之间的节点为理想刚接或铰接,而实际网架中的节点属于半刚性节点.为了理清节点弯曲刚度对网架稳定性能的影响,提出了一种含有杆件初弯曲的半刚接力学模型,针对具有不同节点弯曲刚度的网架开展了大量的双重非线性分析,探讨了杆件失稳与网架整体失稳之间的内在关系.主要得出如下结论:提出的力学模型可方便有效地考虑网架中的杆件失稳、节点刚度及杆件初弯曲问题;对于具有杆件初弯曲的网架而言,当正则化弯曲刚度κb大于3.0时,网架的极限荷载基本接近;当κb小于1.5~2.0后,极限荷载明显降低.提高节点的弯曲刚度可有效提高网架的稳定承载能力;杆件初弯曲对网架的稳定承载能力有一定影响,随着κb的减小,具有初弯曲杆件的半刚接网架的极限荷载下降量逐渐增大;杆件初弯曲的分布形式不同,网架的失效模式不同.同时失稳杆件的位置具有一定的规律,即失稳杆件集中分布在某一列或某两列的纵向或横向网格内;杆件初弯曲的存在会加剧P-Δ效应,使得部分压杆提前丧失稳定;提出的能考虑杆件失稳的半刚接网架力学模型可推广至双层球面与双层柱面网壳等其他类型的空间网格结构. 展开更多

关键词 网架 半刚接节点 杆件失稳 杆件初弯曲 失效机理

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H型钢弦支穹顶结构弹塑性稳定性分析 被引量：1

11

作者 闫翔宇 巩昊 +1 位作者 陈志华 张玉轩 《空间结构》 CSCD 北大核心 2022年第3期39-48,共10页

在圆钢管弦支穹顶结构中,构件在壳体曲面内外的计算长度不同,造成材料性能无法在两个方向上均得到充分利用.本文提出以H型钢为杆件形式的弦支穹顶结构克服了上述不足.首先通过一则算例对比分析了圆钢管和H型钢两种杆件形式在弦支穹顶曲... 在圆钢管弦支穹顶结构中,构件在壳体曲面内外的计算长度不同,造成材料性能无法在两个方向上均得到充分利用.本文提出以H型钢为杆件形式的弦支穹顶结构克服了上述不足.首先通过一则算例对比分析了圆钢管和H型钢两种杆件形式在弦支穹顶曲面内外的轴心受压稳定性差异,随后建立了同时考虑节点域、节点刚度、杆件初弯曲的精细化数值模型,探讨了H型钢弦支穹顶结构杆件的初始几何缺陷施加方式,得到了节点域、节点刚度、杆件初弯曲等参数对结构稳定承载力的影响规律.结果表明:H型钢轴心受压稳定应力在弦支穹顶曲面内外可以达到平衡且在曲面外低于同截面面积圆钢管的稳定应力,材料在两个方向上均得到了充分利用;随强轴抗弯刚度系数的降低,结构稳定承载力下降趋势较为明显;H型钢杆件的几何缺陷尤其是弱轴方向的几何缺陷,对结构的稳定承载力将产生较大影响,在杆件加工时应尽量避免H型钢沿弱轴方向的初弯曲. 展开更多

关键词 弦支穹顶结构 H型钢 精细化数值模型 杆件初弯曲 弹塑性稳定性

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