单层柱面正交异型网壳的非线性动力稳定全过程分析

单层网壳的稳定性能是该种结构设计的主要控制因素,动力稳定是单层网壳稳定性能的主要组成部分。该文利用非线性有限元理论,对单层柱面正交网壳在地震荷载作用下的动力稳定全过程进行了分析。在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载。通过分析对单层柱面正交网壳的动力屈曲前后过程有了一个较为全面的了解。     

强震作用下双层球面网壳结构非线性动力响应分析

针对大跨网壳结构的动力特性,提出了在强烈地震作用下双层球面网壳结构的非线性分析和结构动力稳定性判别方法.单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响.分析时,以静力荷载作用下的受力状态作为时程分析的初始状态,采用B-R判断准则确定其临界荷载,通过加速度峰值-结构最大位移曲线来判别结构的动力稳定性,据此找出其动力失稳临界点及破坏规律.通过算例验证了本文方法的有效性.分析结果表明,双层球面网壳结构考虑双重非线性是必要的;一致缺陷模态对结构承载力的影响比振型模态缺陷的影响大.     

考虑杆件缺陷单层网壳动力稳定分析

网壳结构的动力稳定分析是空间结构研究的重要课题之一,目前在网壳结构动力稳定分析中大多没有考虑杆件缺陷对结构动力稳定性能的影响。本研究在考虑节点初始几何缺陷的基础上,采用多段梁法形成初始弯曲来模拟杆件初始缺陷,并以K8型单层球面网壳为例系统分析了在三向地震作用下考虑杆件缺陷的单层球面网壳结构动力稳定特性,以及杆件缺陷对网壳结构整体稳定性的影响。结果表明:考虑杆件缺陷的网壳会较大降低结构的稳定承载力,其中单元的精细划分影响显著。     

考虑下部支承结构的单层球面网壳的动力稳定分析

在对大跨度单层球面网壳进行设计和分析时,动力稳定性是主要的控制因素。本研究将上部的单层球面网壳与下部支承结构作为整体,研究结构在地震荷载作用下的动力稳定性。在分析计算时,考虑了网壳的初始几何缺陷以及几何非线性和材料非线性;研究了下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响以及杆件的塑性发展过程。计算结果表明:下部支承结构的刚度对网壳动力稳定性的影响起着非常重要的作用,在对网壳进行地震分析或动力稳定分析时,应将上部的网壳与下部支承结构作为整体进行分析。     

时间迭代步长对单层网壳非线性动力分析的影响

在进行地震作用下网壳结构的非线性动力分析及动力稳定分析过程中,不同的计算时间迭代步长对网壳的动力响应有着很大的影响,进而影响到动力稳定临界荷载的判断。针对两个网壳实例就时间迭代步长对其非线性动力响应的影响进行分析比较,在兼顾计算精度及计算量的基础上,提出了针对此类结构非线性动力分析时间迭代步长的选取建议。     

刚度对单层叉筒网壳结构的几何非线性稳定的影响

本研究利用非线性有限元方法,对4点支承的单层柱面叉筒网壳进行几何非线性稳定全过程分析。通过配置不同截面杆件以改变结构的刚度,对比分析了结构刚度不同时的静力稳定临界荷载和失稳区域。分析得出结构的主肋刚度越大静力稳定性不一定越好,单层叉筒网壳结构的主肋杆件与其它杆件应合理匹配。     

单层叉筒网壳结构的几何非线性稳定矢跨比优化

本研究利用非线性有限元方法,对4点支承的柱面单层叉筒网壳的几何非线性稳定全过程进行分析。通过对不同矢跨比网壳的失稳前后全过程曲线的对比分析,研究了矢跨比对该种网壳结构稳定性的影响,并得出了较优矢跨比。     

爆炸荷载作用下单层球面网壳的动力响应分析

爆炸荷载是建筑遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载,本研究主要研究爆炸荷载作用下带下部支承结构的单层球面网壳的动力响应。用ANSYS/LS-DYNA建立1个40 m跨度的K8型单层球面网壳,对节点的位移、杆件的应力、网壳的塑性发展以及爆炸冲击波的传播规律进行了分析研究。研究结果表明:最大位移发生在主肋节点上,节点的竖向位移均是在很短的时间内上升到峰值后又回落到新的平衡位置上下小幅振动,网壳的塑性区范围以壳顶为中心开始向外扩散。在爆炸发生后期檩托和屋面板全部断裂,檩托及屋面板的断裂可以起到较好的泄爆作用,减轻网壳结构损伤。     

施威德勒型球面网壳结构风振响应分析

利用线性自回归过滤器的模拟技术对考虑时间和空间相关性的风场进行模拟,对施威德勒型网壳结构(考虑3种矢跨比1/8、1/5、1/4)进行了水平风作用下的风致振动响应分析。对风振响应的变化规律及其受矢跨比的影响进行了总结。计算了结构的位移和内力风振系数,初步得出施威德勒型球面网壳结构的位移和内力风振系数可统一取为3.0。     

局部双层网壳几何非线性分析

根据梁－柱单无非线性有限元理论，采用弧长法与修正Newton-Raphson法相结合的迭代法，编制了网壳结构几何非线性分析程序，对不同矢跨比下单层网壳和局部双层网壳的静力稳定性能进行分析比较。所得结果可为类似结构设计提供依据。     

高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法研究

【目的】建立新的有限元分析方法,为准确合理地进行高面板堆石坝的坝坡稳定动力分析提供参考。【方法】基于应力水平的有限元计算结果,将大型有限元软件ADINA的应力变形计算功能与GEO-SLOPE软件的边坡稳定分析功能相结合,提出了高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法,并利用该方法对紫坪铺水利枢纽工程面板堆石坝在"5.12"汶川大地震期间的大坝动力反应及坝坡稳定进行了三维有限元模拟分析。【结果】利用建立的高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法,对紫坪铺水利枢纽工程面板堆石坝位移的动力分析计算结果与该坝震后位移实际观测结果基本吻合,坝坡动力稳定的分析计算结果与震后实际调查分析结果基本一致。【结论】所提出的高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法是合理的,所获得的计算结果准确可信。     

钢管井架稳定性能与承载力的有限元分析

对钢管井架的稳定性能和承载力进行有限元分析。建立了以非线性梁单元为基础的钢管井架有限元计算模型,采用有限元分析软件对其稳定性能进行计算,分析几种主要工程加强措施对井架整体稳定性的作用效果。计算结果表明:井架整体稳定系数约为单杆稳定系数的65%;井架高度、立杆根数(间距)和拉墙杆间距对井架极限承载力的影响很大,工程中可通过增加拉墙杆数量,减小横杆间距等措施提高井架的稳定性和承载力,进而增加井架的工作高度。     

林木根系黄土复合体的非线性有限元分析

为了揭示林木根系固土的力学机制和林木固坡的抗滑机理,以林木根系黄土复合体为研究对象,采用三轴压缩试验结合有限元模拟的方法,研究了根土复合体的应力应变传递变化。将根土复合体视作单一均匀复合材料,采用非线性弹性模型中的邓肯--张(E--B)模型作为其复合模型,根据三轴压缩试验结果计算出的模型参数,运用非线性有限元法模拟三轴压缩试验中素土和复合根土复合体的应力场和应变场,绘制等值线图。结果表明:土体中加根能显著提高土体的承载力、限制土体的侧向变形、减少土体的沉降量,模拟结果与三轴压缩试验结果基本一致。可以将有限元方法用于造林边坡的应力应变场研究。     

带边桁架单层柱面正交异型网壳的静力特性分析

单层柱面正交异型网壳是一种新型的网壳形式，利用空间杆系有限元法，针对采用边桁架支撑的单层柱面正交异型网壳，进行内力计算，分析其在不同边界约束条件下的静力特性，并与采用拱形圈梁支撑下的网壳进行比较，为结构造型及工程设计提供依据。