MIC-120拱板的局部失稳试验及研究

为揭示ＭＩＣ－１２０彩板波纹拱壳结构的破坏机理,对其进行现场足尺寸试验。通过对８组不同跨度、不同板厚的彩板拱壳进行分级加载,观测其极限承载能力、变形特点以及破坏形式。试验结果表明：影响彩板拱壳极限承载能力的关键是跨度,拱壳的主要破坏形式是腹板局部受压失稳。     

后张拉预应力成形鞍形网壳竖向极限承载力试验研究

通过对一个静置于地面的单弦杆网架进行预应力后张拉,得到马鞍形网壳.对鞍形网壳模型进行了竖向加载试验,静载施加于上弦节点,分级加载.测试了各级荷载作用下的杆件应变和上弦节点挠度,得到荷载-挠度曲线,从而得出该结构模型的竖向极限承载力.试验结果表明,轴力是杆件主要内力形式;杆件破坏现象较少,仅支座附近腹杆发生了轻微屈曲;在成形阶段部分上弦节点即进入塑性,节点承载力降低,在加载过程中易发生断裂破坏,进而引起结构刚度下降,削弱了结构竖向承载能力;由荷载-位移曲线看出该结构的主要破坏形式不是整体失稳.最后给出改进结构的指导思想是在不降低节点铰接特点的同时,设法提高其承载能力.     

GFRP板锥柱面网壳结构试验研究

采用复合材料玻璃钢(GFRP)板材作为板锥柱面网壳结构中的腹板材料.对玻璃钢板锥柱面网壳结构模型进行试验研究,主要研究其极限承载能力、传力方式以及破坏全过程,并与ANSYS有限元模拟结果进行对比,分析总结误差产生的原因,验证理论分析的正确性与结构的可靠度,总结玻璃钢板锥柱面网壳结构的破坏特点,为板锥网壳结构在设计方面提供建议,并为该结构将来在建筑领域的应用提供理论基础.     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。     

柱面拱支网壳静力性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构的优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。通过与一般柱面单层网壳结构的对比,对不同矢跨比的单层柱面拱支网壳结构考虑不同拱肋配置下的静力性能,特别是结构极限承载能力及对初始几何缺陷的敏感性进行了分析比较。介绍了几个采用单层柱面网壳结构作为屋面结构的工程实例及其采用拱肋加强后的实际效率。理论分析结果及工程应用表明,在拱结构的帮助下,柱面单层拱支网壳结构的静力性能得到了明显的改善。     

基于TensorFlow的单层球面网壳结构极限承载力预测

为研究单层球面网壳结构极限承载力问题,基于TensorFlow下的BP神经网络算法,考虑非线性分析中的复杂映射关系,建立神经网络模型,对K8型单层球面网壳结构的极限承载力进行预测。在此基础上,考虑结构网格形式的不同,建立新的神经网络模型,预测Kn型单层球面网壳结构的极限承载力;将预测结果与有限元和文献回归公式的计算结果进行对比分析。研究结果表明：预测的K8型单层球面网壳结构的极限承载力与有限元结果误差均值为1.666%,文献回归公式计算的结果与有限元的计算结果误差均值为3.994%;预测的Kn型单层球面网壳结构的极限承载力与有限元结果误差均值为4.774%,文献回归公式计算的结果与有限元的计算结果误差均值为5.163%。可见利用神经网络对单层网壳结构极限承载力进行预测是可行的。     

凯维特单层球面网壳抗火性能研究

利用软件ABAQUS进行了凯维特单层球面网壳抗火非线性全过程分析,研究了网壳结构火灾高温下变形发展规律、耐火极限状态以及耐火极限的影响因素。分析表明,火灾中的网壳首先表现为以热膨胀变形为主,然后由于材料软化导致整体失稳;火源位置对网壳的耐火极限有明显的影响;承载水平升高,耐火极限降低。     

施威德勒穹顶弹塑性稳定性能研究

通过有计划地对400余例实际尺寸的施威德勒型单层球面网壳进行双重非线性全过程分析,求得网壳的极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称以及考虑材料非线性等因素对网壳稳定性能的影响,较全面了解了施威德勒型单层球面网壳弹塑性稳定的规律性,为此类网壳结构的工程实践提供了理论依据和设计参考。并得出以下几点结论:(1)为保证网壳的安全性,网壳的极限承载力应由双重非线性全过程分析确定。(2)施威德勒穹顶属于缺陷敏感性结构。(3)竖向荷载不对称分布对网壳极限承载力影响较小。(4)工程设计中应适当考虑支承条件变化对网壳极限承载力的影响。     

节点刚度对三向单层球面网壳稳定承载力的影响

为了评估节点刚度对网壳极限承载能力的影响,建立了一种能同时考虑节点刚度(弯曲刚度、轴向刚度、扭转刚度与剪切刚度)和节点大小的力学模型.借鉴节点正则化弯曲刚度指标κb的概念,建议采用正则化轴向刚度κa、正则化扭转刚度κt与正则化剪切刚度κs来衡量节点的轴向、扭转及剪切刚度.经过数值计算,主要得出如下结论:节点弯曲刚度对网壳承载能力的影响程度与κb的大小紧密相关,随着κb的减小,网壳极限荷载逐渐降低,若κb小于10,网壳极限荷载会显著降低;节点轴向刚度明显影响着网壳的整体刚度,随着κa的减小,在弹性阶段内荷载位移曲线斜率明显减小;节点扭转刚度对网壳极限荷载影响与节点抗弯刚度有关,随着节点抗弯刚度的减小,扭转刚度的影响逐渐增加;节点剪切刚度对网壳极限荷载的影响程度也与κb紧密相关,当κb大于10时,随着κs的降低,极限荷载首先缓慢降低而后迅速下降;节点大小对具有较大节点弯曲刚度的网壳的极限荷载影响更加明显;节点偏差对半刚接网壳的承载能力影响显著,整体上而言,节点弯曲刚度越小,节点偏差的影响越大.     

大跨径组合梁斜拉桥极限承载能力分析

斜拉桥是由索、塔、梁形成的一种组合结构,主梁以压弯受力为主,主塔以心受压为主,因此结构的稳定性问题是斜拉桥设计中必须考虑的关键问题之一。在同时考虑几何非线性和材料破坏准确情况下的弹塑性稳定分析,实际上就是反映结构极限承载能力破坏的过程。为了分析组合梁斜拉桥的极限承载能力特性,文章利用ANSYS空间有限元模型研究了某大跨径组合梁斜拉桥的极限承载能力特性。分析了依托工程斜拉桥的极限破坏过程及其极限承载能力特性,得到了这种结构体系丧失承载能力的过程及破坏形态。研究表明这种结构首先在桥塔应力最大断面纤维进入塑性,主塔变形增大,然后轴力较大位置钢梁应力进入屈服阶段,形成结构体系的塑性铰,体系达到承载能力极限状态。文章的极限承载能力分析方法能够更加真实的反映斜拉桥结构的真实承载能力情况,可为类似结构研究提供借鉴。     

某工程单层球面网壳结构的稳定性研究

采用自编结构非线性分析程序 ,对某工程肋环形单层球面网壳结构就两种主要工况 (竖向静力荷载组合作用及风荷载组合作用 )进行了失稳全过程分析 ,得到结构多条失稳路径。结果表明 ,结构的几何缺陷将严重影响结构的失稳形式 ,从而影响结构的极限承载能力。     

考虑下部支承效应的单层柱面网壳结构抗震性能研究

为研究下部支承对单层柱面网壳整体结构抗震性能的影响,建立了包含下部支承的整体结构有限元模型。通过增量动力分析方法对典型算例开展参数分析,分析了下部支承刚度、屋面荷载等参数对整体结构抗震性能的影响规律。结果表明：考虑下部支承与单层柱面网壳的耦合效应后,结构的自振频率减小,整体结构的刚度明显减弱;单层柱面网壳耦合体系的强震失效模式为强支承结构的网壳动力强度破坏与弱支承结构的支承动力强度破坏;随着支承刚度的增加,整体结构的承载力先减小后增大,网壳结构的塑性发展程度先增加后减小,下部支承结构的塑性发展程度逐渐减小;支承刚度越大,屋面荷载对结构承载力的影响越明显,整体结构的承载力随着屋面荷载的增加逐渐降低;考虑下部支承后整体结构的承载力降低了42.4%~85.5%,降低的原因主要包括下部支承结构的动力放大作用和柱间的不同步效应。     

某球形会议厅结构设计与分析

介绍了某行政服务中心球形会议厅钢结构单层网壳的结构体系、设计过程,并对典型节点进行了分析研究。介绍了网壳结构稳定分析的方法,结合本工程进行了线性稳定分析、几何非线性稳定分析,得出了结构的线性特征值,找出了结构的薄弱部位,并得出了结构的极限承载了稳定系数,对类似工程具有一定的参考意义。     

金寨影剧院网壳屋盖结构的分析与设计

金寨影剧院屋盖采用了椭圆抛物面网壳结构.文章对网壳结构进行了结构的动力分析,计算了结构在风荷载作用下的响应,并对网壳结构进行了考虑初始几何缺陷的屈曲分析,得到了结构的极限承载力.     

成都双流机场航站楼单层柱面网壳结构的整体稳定性研究

采用基于梁 -柱单元的非线性分析程序 ,对成都双流机场航站楼二典型柱面网壳 +支承柱这一整体结构在三种主要组合工况 (竖向对称荷载组合、竖向非对称荷载组合及风荷载组合 )作用下的承载性能进行了全过程追踪分析。结果表明 ,与单纯柱面网壳结构相比 ,柱面网壳 +支承柱这一整体结构的失稳路径单一 ,一般仅发生极值型失稳 ;其弹性极限承载力大大降低 ,几何缺陷敏感性亦有所降低     

组合肋壳几何非线性分析

提出了一种球面组合肋壳截面形式，基于非线性有限元理论，采用空间梁单元和等厚曲边壳单元，考虑空间结构的几何非线性影响，推导了T．L坐标系下组合肋壳非线性单元刚度矩阵。分别讨论了在不同矢跨比、不同荷载作用、不同边界条件下组合肋壳的极限承载力和失稳形态。由大量算例得到了非线性极限承载力与线性极限承载力的比值为0．66及不同情况下结构承载力变化趋势，组合肋壳的极限承载力比混凝土壳承载力提高20％。     

组合肋壳非线性分析

组合肋壳是一种新型组合空间结构形式,基于非线性有限元理论,利用空间梁单元和曲边壳单元,考虑结构非线性影响,推导了T.L.坐标系下结构单元刚度矩阵,采用增量迭代法和弧长法对整个受力过程进行全过程跟踪,得到组合肋壳的极限承载力,并对结构承载力影响因素进行了系统分析,最后与带肋钢筋混凝土薄壳以及光滑混凝土壳体进行了比较.分析结果表明,随着矢跨比和截面尺寸的增大、边界条件接近刚性,组合肋壳的极限承载力增大;与其它两类壳体相比,由于组合肋中钢肋的存在,使得组合肋壳整体刚度增大,承载能力提高,结构的薄膜内力分布更为合理.     

Experimental research and finite element analysis of plate-cone cylindrical reticulated shell

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程，了解结构的受力性能和整体刚度，对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计，确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型在正常荷载工况和破坏荷载工况下进行加载试验，并采用ANSYS软件对试验模型进行非线性有限元分析。结果表明：板锥柱面网壳的整体刚度大，在正常荷载模式下，结构的变形很小，最大竖向位移与跨度的比值为1/3787，弦杆的受力主要是沿拱轴方向传递；在破坏荷载模式下，锥体的节点板连接处率先发生局部屈曲，之后焊点破坏，结构丧失承载能力。有限元与试验所得承载力最大误差为11%，破坏模式基本一致，所用有限元分析方法可靠。     

板锥柱面网壳结构的试验研究与有限元分析

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程,了解结构的受力性能和整体刚度,对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计,确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型在正常荷载工况和破坏荷载工况下进行加载试验,并采用ANSYS软件对试验模型进行非线性有限元分析。结果表明：板锥柱面网壳的整体刚度大,在正常荷载模式下,结构的变形很小,最大竖向位移与跨度的比值为1/3787,弦杆的受力主要是沿拱轴方向传递;在破坏荷载模式下,锥体的节点板连接处率先发生局部屈曲,之后焊点破坏,结构丧失承载能力。有限元与试验所得承载力最大误差为11%,破坏模式基本一致,所用有限元分析方法可靠。