单层球面网壳结构找形研究北大核心CSCD

将柔性结构中找形的概念应用于刚性结构,提出基于力密度法的球面网壳结构的找形方法.在找形过程中考虑自重,解决了高斯曲率为正的球面网壳的找形问题,并且通过找形基本消除了自重引起的弯矩和剪力.找形得到的网壳结构与传统的球面网壳在曲面外形上仅有微小的差别,但网格划分更均匀,几何形体更优美,承载能力也有较大幅度的提高.本文提出的找形方法收敛性好,效率高,为球面网壳结构的设计提供了新的方法和思路.     

后成形网壳结构的找形方法

后成形网壳结构节点构造简单,且能实现复杂的曲面造型,但因找形困难一直制约其在实际工程中的广泛应用。为解决后成形网壳结构找形困难这一棘手问题,基于已有的后成形网壳结构的找形方法,本文提出了一种新的找形方法,且通过具体的类扁球后成形网壳的找形,验证了本文找形方法的合理性,同时给出了不同时刻的找形形态,为同类工程的找形提供参考。     

沈北新区球形雕塑单层网壳稳定分析

网壳结构的稳定性是单层网壳结构设计中的关键问题.屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括:线性屈曲和非线性屈曲分析.线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析.本工程利用有限元软件Midas Gen对结构进行了非线性屈曲分析.本文将用Midas Gen对单层球壳屈曲分析过程进行介绍.现以直径为80m、矢高为68m的单层短程线型球为例进行介绍.(球面网壳结构是大跨度空间结构最典型的结构形式之一.网壳结构的稳定性是单层网壳结构设计中的关键问题.)     

异形单层网壳结构体系优化与整体稳定性研究

单层网壳是近年来大型场馆的常用结构形式,具有结构轻薄、造型多变的特点。由于单层网壳平面外刚度小,因此其整体稳定性是结构设计需要考虑的关键问题。以实际工程案例为背景,研究了异形单层网壳结构的结构受力机制,对不同结构方案的挠度控制效果和经济指标进行了优化比选。采用ANSYS软件对优化完成后的网壳体系进行模态分析,考虑初始几何缺陷的双重非线性整体稳定分析,并分析了整体稳定性对几何缺陷的敏感度。一系列分析证明:通过加强体系的鲁棒性,可在降低用钢量的情况下,使结构稳定承载力仍满足设计要求。     

单层球面网壳结构的弹塑性稳定分析

考虑结构的几何非线性和材料的弹塑性,对一个K6型单层球面网壳进行稳定性分析。通过对比分析发现,此结构的弹塑性稳定承载力约为其弹性稳定承载力的50％,材料的弹塑性对不对称荷载作用下的稳定承载力的影响更显著。     

某展厅大堂单层网壳结构设计

稳定问题是是单层网壳结构设计中最为关键的问题,本文根据一工程实例,根据静力计算的结果确定杆件截面,并应用有限元计算软件,对结构进行特征值屈曲分析,并考虑在初始缺陷、几何非线性和材料非线性的情况下,进行荷载—位移全过程分析,从而确定结构的极限荷载。     

天津某贝壳形单层网壳整体稳定分析

对天津于家堡站房贝壳形单层网壳进行了全面的整体稳定分析。首先进行线性稳定性分析,预测结构屈曲荷载的上限;然后,运用非线性有限元方法,考虑几何非线性以及初始缺陷的影响,全面分析网壳在各个工况荷载下的稳定性能,得到较准确的结果。     

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。     

K8型单层球面网壳的弹塑性稳定

对1 200多例实际尺寸的K8型单层球面网壳进行双重非线性全过程分析,求得它们的极限承载力,并系统考察初始缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳稳定性能的影响,重点讨论材料非线性对网壳极限承载力的影响。通过这种大规模参数分析研究,较全面揭示K8型单层球面网壳弹塑性稳定性能的规律性,在此基础上对以往仅考虑几何非线性影响的K8型网壳极限承载力实用公式进行修正。     

K6型单层球面网壳的弹塑性稳定

本文有计划地对1200余例实际尺寸的K6型单层球面网壳进行了双重非线性全过程分析,求得了它们的极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳性能的影响,并重点讨论了材料非线性对网壳极限承载力的影响.通过这种大规模参数分析研究,较全面了解了K6型单层球面网壳弹塑性稳定性能的规律,在此基础上对以往仅考虑几何非线性的网壳极限稳定承载力实用公式进行了修正.     

自动元胞机模型在单层网壳找形中的应用

将自动元胞机模型引入到单层网壳找形分析中,通过在自动元胞机模型的振动过程中,引入合理的控制参数,找到了一种适用于单层网壳找形的有效的方法,并利用此方法对某四边形网壳进行了找形.通过找形前后网壳在恒载作用下的受力分析,验证了本方法的有效性和可行性.     

单层柱面网壳的稳定性（上）

本文有计划地对３８０例实际尺寸的单层柱面网壳进行了荷载－位移全过程分析，求得了它们的极限承载力。系统地考察了四边支承柱面网壳的矢宽比（矢高与波宽之比）和长宽比（长度与波宽之比）这两个主要几何参数对网壳稳定性能的影响；还系统考察了网壳初始几何缺陷和荷载不对称分布对其稳定性能的影响。通过这种大规模参数分析方法，较好地掌握了单层柱面网壳稳定性能的规律，在此基础上提出了供设计使用的实用公式。     

杆件截面对单层网壳结构的影响

运用非线性有限元方法，对不同外径、不同壁厚的网壳承载力进行了计算研究，描述了杆件截面对网壳结构稳定性影响和变化的规律，得出了工程设计中杆件截面选择的建议。     

单层网壳结构的粘滞阻尼器减振分析

在单层网壳上设置控制系统,可有效地提高结构的抗震性能;如何在结构中合理地布置粘滞阻尼器,从而取得理想的控制效果,是当前亟待解决的问题.本文提出无控单层网壳结构在地震波作用下,所有时间增量步两端节点相对位移的绝对值的和较大的杆件所在的区域为粘滞阻尼器的优化布置区域.以单层柱面网壳为例,对比分析了按本文提出的粘滞阻尼器布置准则布置阻尼器与采用其他布置方法对网壳结构减振效果的不同,并讨论了布置粘滞阻尼器对结构节点位移和极限承载力的改善.     

单层球面网壳稳定性分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了肋环斜杆型单层球面网壳有限元模型,对其在半跨均布荷载条件下进行稳定性分析,分别用一个单元模拟一根杆和两个单元模拟一根杆分析,将两种结果进行比较,包括各种稳定性系数大小变化、稳定性态变化、缺陷的模式、敏感性等,说明不同类型稳定性的特点,得出一杆两单元考虑了构件自身稳定和整体稳定的耦合,求解的临界荷载因子更加准确。     

大庆石油会展中心椭球形单层网壳稳定分析

本文对大庆石油会展中心椭球形单层网壳进行了全面的整体稳定分析。首先进行了线性稳定性分析,预测结构屈曲荷载的上限;然后,运用非线性有限元方法,考虑几何和材料非线性以及初始缺陷的影响,全面分析了网壳在各个工况荷载下的稳定性能,得到较准确的结果。     

单层网壳的结构分析与设计

单层网壳设计中最重要的是稳定性分析.弹性计算分析确定杆件截面,然后采用有限元分析方法进行模态屈曲分析,取得屈曲荷载值.根据初始缺陷、材料的弹塑性及几何非线性的影响进行荷载位移全过程分析,得出网壳的极限荷载.对单层网壳稳定性影响较大的是非线性因素.     

单层球面网壳的弹塑性稳定性

为了解和掌握单层球面网壳在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,采用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序对典型单层球面网壳结构稳定性能进行对比分析,初步了解了球面网壳弹性与弹塑性稳定性能的主要差异。在此基础上进行了1000余例K8型单层球面网壳弹性、弹塑性全过程分析,同时考虑竖向均布荷载的不对称分布、初始几何缺陷等因素对球面网壳稳定性能的影响,掌握了以上因素变化对球面网壳弹塑性稳定性能的影响规律,并将其定量化。最后,通过对弹性、弹塑性稳定极限承载力的统计分析,提出适用于K8、K6型球面网壳的塑性折减系数,用以表示材料非线性对极限承载力的影响。这些成果的获得为进一步开展网壳结构的弹塑性稳定性能研究以及工程实践提供了理论依据和技术参考。     

某单层肋环形球面网壳结构的整体稳定分析

整体稳定分析问题一直是球面网壳设计中的关键问题。理论分析和工程实践表明:网壳结构的设计通常受其稳定性控制。网壳结构的整体稳定分析主要有三种:屈曲分析、弹性整体稳定分析和弹塑性整体稳定分析。本文借助有限元分析软件ANSYS,以某单层肋环型球面网壳为代表,对其进行屈曲分析、弹性整体稳定分析和弹塑性整体稳定分析,同时深入研究不同缺陷模式对整体稳定性能的影响。研究发现,单层球面网壳前六阶屈曲模态的整体稳定系数相接近,且出现相邻的重模态现象;最低阶屈曲模态缺陷对网壳结构的弹性整体稳定承载力影响最大,但对其弹塑性整体稳定承载力的影响未必最大,故有必要考察相邻的较低阶屈曲模态缺陷对网壳结构的影响。