局部双层柱面网壳的稳定性分析
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摘要
局部双层柱面网壳结构是空间网壳结构的一种,它可在单层网壳结构的局部通过增加弦杆和腹杆,形成主要的受力体系;或者按照一定的规律抽去双层网壳结构的部分弦杆和腹杆而形成。局部双层网壳结构克服了单层网壳结构稳定性差,杆件材料强度得不到充分发挥的缺点,同时相对于双层网壳结构有具有杆件数量合理,外观简洁美观的优点,具有良好的应用前景。
当前,大跨网壳结构的分析方法主要包括线性静力分析,即特征值屈曲分析和考虑包括几何非线性和材料非线性的非线性分析方法。非线性方法能够较真实的模拟网壳结构受力及变形的全过程,其分析结果与工程实际较为接近,是网壳结构设计的主要手段。
网壳结构的非线性分析分析主要是通过结构的荷载——位移非线性全过程曲线来研究。本文利用大型有限元分析软件ANSYS,以正交正放局部双层柱面网壳结构为例,对局部双层柱面网壳结构的承载力及稳定性进行了研究。考虑了网格形式、不同的荷载形式、初始缺陷等影响因素的影响,对所得结果进行统计、分析和归纳,得出了一系列对工程设计具有指导意义的结论。
Partical double-layer reticulated shell cylinder is space reticulated shell, it can be formationed by increaseing chords and abdomen on single intersected shell structure in the local to be the main stress system. Or according to certain rules or smoke on double-layer reticulated shell structure parts chord and flank rod. Partical double-layer reticulated shell structure overcome the single-layer reticulated shell stability, rods, material strength not adequately, at the same time, relative to the shortcomings of double-layer reticulated shell structure is reasonable, the number of rod has the advantages of simple beautiful appearance, it has a good application prospect..
Currently, big span reticulated shell analysis methods include linear static analysis, namely the eigenvalue analysis and consider including buckling geometrical nonlinearity and material nonlinearity of nonlinear analysis method. The nonlinear method can imitate the stress and deformation of the shell structure exactly, its analysis results and the practical engineering, is relatively close reticulated shell design.
The nonlinear reticulated shell is mainly through the analysis of the structure, load curve to study nonlinear full-range displacement. Using the large-scale finite element analysis software ANSYS, the orthogonal cylinder is put local double-layer reticulated shell, for example, to local double-layer reticulated shell cylinder bearing capacity and stability is studied. Considering the grid form, different load, the initial defects effects form, the influence of factors on the results of statistics, analysis and induction, obtained a series of guiding significance for engineering design.
当前,大跨网壳结构的分析方法主要包括线性静力分析,即特征值屈曲分析和考虑包括几何非线性和材料非线性的非线性分析方法。非线性方法能够较真实的模拟网壳结构受力及变形的全过程,其分析结果与工程实际较为接近,是网壳结构设计的主要手段。
网壳结构的非线性分析分析主要是通过结构的荷载——位移非线性全过程曲线来研究。本文利用大型有限元分析软件ANSYS,以正交正放局部双层柱面网壳结构为例,对局部双层柱面网壳结构的承载力及稳定性进行了研究。考虑了网格形式、不同的荷载形式、初始缺陷等影响因素的影响,对所得结果进行统计、分析和归纳,得出了一系列对工程设计具有指导意义的结论。
Partical double-layer reticulated shell cylinder is space reticulated shell, it can be formationed by increaseing chords and abdomen on single intersected shell structure in the local to be the main stress system. Or according to certain rules or smoke on double-layer reticulated shell structure parts chord and flank rod. Partical double-layer reticulated shell structure overcome the single-layer reticulated shell stability, rods, material strength not adequately, at the same time, relative to the shortcomings of double-layer reticulated shell structure is reasonable, the number of rod has the advantages of simple beautiful appearance, it has a good application prospect..
Currently, big span reticulated shell analysis methods include linear static analysis, namely the eigenvalue analysis and consider including buckling geometrical nonlinearity and material nonlinearity of nonlinear analysis method. The nonlinear method can imitate the stress and deformation of the shell structure exactly, its analysis results and the practical engineering, is relatively close reticulated shell design.
The nonlinear reticulated shell is mainly through the analysis of the structure, load curve to study nonlinear full-range displacement. Using the large-scale finite element analysis software ANSYS, the orthogonal cylinder is put local double-layer reticulated shell, for example, to local double-layer reticulated shell cylinder bearing capacity and stability is studied. Considering the grid form, different load, the initial defects effects form, the influence of factors on the results of statistics, analysis and induction, obtained a series of guiding significance for engineering design.
引文
[1]中华人民共和国行业标准,网壳结构技术规程,JGJ61-2003
[2]沈世钊、陈昕,网壳结构稳定性,北京:科学出版社,1998
[3]沈祖炎,钢结构设计原理的现状及发展趋势,同济大学学报,1994
[4] J.L.Batoz and G.Dhatt,Incremental Displacement Algorithm for Nonlinear Problems,int.J.Num.Meth.Eng.,Vol.14,1997
[5]E.Ramm.StrategiesforTraeingtheNonlinearRespoase.NearLimitPoints.NonlinearfiniteelementanalysisinStrueturalMeehanies,1981
[6]韩庆华,刘锡良,陈志华,周边双层中部单层球面网壳结构的特征值屈曲分析及其极限承载力,2002
[7]陈务军、董石麟,局部双层网壳的体系与稳定性能研究,博士后研究报告,上海交通大学空间结构研究中心,2000
[8]陈务军、董石麟、付功义,大型局部双层网壳的体系及稳定性研究,建筑结构学报,上海交通大学空间结构研究中心,2005
[9]王蕾,张洪敏,刘志广,张黎明,赵文革,局部双层网壳几何非线性分析,河北农业大学学报,2002
[10]张春丽,单层球面网壳结构的稳定理论及非线性分析方法[硕士论文],重庆:重庆大学图书馆,2004
[11]谢志红,李丽娟,叶伟年,郭永昌,陆伟文,局部双层网壳结构非线性屈曲分析,广东工业大学学报,2003
[12]钱若军、李亚玲,网壳结构非线性稳定分析研究,空间网格结构论文集,同济大学出版社,上海,1991
[13]董石麟,姚谏,中国网壳结构的发展与应用,北京:地震出版社,1992
[14] IshiKEd.StrueturalDesignofRetraetableRoofStruetures.WITPress,2000
[15]沈世钊,大跨空间结构理论研究和工程实践,中国工程科学,2001
[16]张峰,沈世钊,魏听,初始缺陷对单层柱面网壳稳定性的影响,哈尔滨建筑大学学报,1997
[17] ]ANSYS公司,ANSYS建模与分析指南,中国成都,2000
[18]王新敏ANSYS工程结构数值分析,人民交通出版社,2007
[19]张春丽,单层球面网壳结构的稳定理论及非线性分析方法,重庆大学硕士论文.2004
[20]尹德珏,刘善维,钱若军,网壳结构设计,中国建筑工业出版社,1996
[21]吴剑国,张其林,网壳结构稳定性的研究进展,空间结构,2002
[22]董石麟,网状球壳的连续化分析方法,第四届空间结构学术会议论文集,1988
[23]沈世钊,陈昕,林有军,汤建南,单层球面网壳的稳定性,空间结构,1997
[24]张峰,沈世钊,荷载非对称分布对单层柱面网壳稳定性的影响,哈尔滨建筑大学学报,1998.
[25]贺拥军,董石麟,网壳结构平衡路径全过程跟踪的新策略,工业建筑,2000
[26]沈世钊,大跨空间结构理论研究和工程实践,中国工程科学,2001
[27]姜国梁,大矢跨比单层球面网壳性能分析.天津大学硕士论文,2001
[28]钱若军,李亚玲,网壳结构非线性稳定分析研究,河海大学学报,1992
[29]任小强,陈务军,付功义,董石麟,ANSYS在分析局部双层网壳几何非线性时的应用,上海交通大学空间结构研究中心,2000
[30]陈务军,付功义,何艳丽,龚景海,董石麟,局部双层柱面网壳的形式及其稳定性分析,上海交通大学空间结构研究中心,空间结构,2002
[31]刘旭凡,局部双层球面网壳的非线性稳定分析,西南交通大学硕士论文,2003
[32]郎婷,孙炳楠,网壳结构的非线性分析,工程设计与CAD智能建筑,2002
[33]蒋友谅,非线性有限元法,北京工业学院出版社,北京,1990
[34]刘光栋、罗汉泉,杆系结构稳定分析,人民交通出版社,北京,1988
[35]刘锡良,十年来中国网架结构的发展,北京:地震出版社,1992
[36]沈世钊,徐崇宝,陈听,哈尔滨速滑馆巨型网壳结构,建筑结构学报,1995
[37]张峰,沈世钊,魏听,初始缺陷对单层柱面网壳稳定性的影响,哈尔滨建筑大学学报,1997
[38]姚洪涛,孙建恒,周毅妹,时间迭代步长对单层网壳非线性动力分析的影响,河北农业大学学报,2005
[39]符立勇,大跨度单层球面网壳的稳定性分析[硕士论文],成都:西南交通大学图书馆,2002
[40]肖建春,胡浜,马克俭,樊剑,局部单双层网壳结构的参数分析,工程力学,2009
[41]肖建春,刘家坤,苟卡西,韩志刚,马克俭,局部单双层网壳的初步优化,重庆建筑大学学报,2008
[42]陈务军,付功义,龚景海,董石麟,带肋局部双层球面网壳稳定性分析,空间结构,2001
[43]陈东,董石麟,局部双层柱面网壳的几何非线性分析,空间结构,1999
[44]陈务军,局部双层网壳的体系与稳定性研究,1999
[45]贺拥军,董石麟,网壳结构平衡路径全过程跟踪的新策略,工业建筑,2000
[46]陈务军,董石麟,付功义,周围双层中部单层球面网壳的稳定性分析,上海交通大学学报,2001
[47]刘锡良,董石麟,20年来中国空间结构形式创新,工业建筑,2003
[48]尹德钰.刘善维,钱若军,网壳结构设计.中国建筑工业出版社,996
[49]严慧,我国大跨空间钢结构应用发展的主要特点,第二届全国现代结构学术研讨会论文集,2002
[50]陈绍蕃,钢结构稳定设计指南,中国建筑工业出版社,1995
[51]李建哲,曹德胜,浅谈钢结构的稳定性设计,建筑技术,2009
[2]沈世钊、陈昕,网壳结构稳定性,北京:科学出版社,1998
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[10]张春丽,单层球面网壳结构的稳定理论及非线性分析方法[硕士论文],重庆:重庆大学图书馆,2004
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[41]肖建春,刘家坤,苟卡西,韩志刚,马克俭,局部单双层网壳的初步优化,重庆建筑大学学报,2008
[42]陈务军,付功义,龚景海,董石麟,带肋局部双层球面网壳稳定性分析,空间结构,2001
[43]陈东,董石麟,局部双层柱面网壳的几何非线性分析,空间结构,1999
[44]陈务军,局部双层网壳的体系与稳定性研究,1999
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[46]陈务军,董石麟,付功义,周围双层中部单层球面网壳的稳定性分析,上海交通大学学报,2001
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[50]陈绍蕃,钢结构稳定设计指南,中国建筑工业出版社,1995
[51]李建哲,曹德胜,浅谈钢结构的稳定性设计,建筑技术,2009