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考虑杆件初偏心的弦支柱壳结构稳定性分析
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作者 姜正荣 刘小梁 +2 位作者 石开荣 苏昌旺 左志亮 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期22-29,共8页
目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷... 目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷模态法,依次对理想结构和整体缺陷结构引入杆件初偏心,并进行弹塑性全过程分析,考察杆件初偏心及两种缺陷的同时施加对弦支柱壳结构非线性屈曲性能的影响。结果表明:当刚性杆的弹性模量取初偏心杆件对应数值的100倍以上时,计算结果相差较小,由此取两者弹性模量的比值为100;对理想结构引入杆件初偏心时,弦支柱壳结构的稳定承载力系数降幅不大(最大降幅为8.27%),该结构对杆件初偏心并不十分敏感,兼顾计算工作量,工程实践中可不考虑杆件初偏心的不利影响;对整体缺陷结构引入杆件初偏心时,与理想结构相比,弦支柱壳结构的稳定承载力系数明显降低(降幅最大达27.64%),但其降幅略小于两种缺陷单独引入的降幅之和,整体缺陷和杆件初偏心的同时引入,对该结构的稳定承载力存在一定程度的耦合影响,且前者的影响较为显著。 展开更多
关键词 弦支柱壳结构 杆件初偏心 整体缺陷 稳定性分析
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单层柱面网壳结构节点加速度反应谱研究
2
作者 王多智 金友明 +1 位作者 李奉泽 张荣 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第4期126-140,共15页
大量震害调查表明非结构构件所造成的损失不容忽视,同时随着反应谱方法的日渐成熟,其已成为非结构构件进行地震响应分析的重要方法。然而,目前反应谱的生成方法多针对于多高层结构,对于大跨空间结构的反应谱生成方法仍尚未明确。因此,... 大量震害调查表明非结构构件所造成的损失不容忽视,同时随着反应谱方法的日渐成熟,其已成为非结构构件进行地震响应分析的重要方法。然而,目前反应谱的生成方法多针对于多高层结构,对于大跨空间结构的反应谱生成方法仍尚未明确。因此,该文基于ABAQUS与Python建立了九类单层柱面网壳结构模型。通过数值分析,比选确定了柱壳的代表性节点,研究分析了其三向加速度反应谱的谱形特征,确立了节点反应谱的拟合形式,并提出了单层柱面网壳节点三向加速度反应谱的拟合公式。此外,该文通过拟合分析,进一步确定了各特征参数的计算公式,并基于代表性节点研究探讨了加速度峰值放大系数、谱加速度峰值放大系数与节点有效距离、结构矢跨比及屋面质量的关系。研究结果可用于单层柱面网壳结构非结构构件的地震响应近似计算,同时可为其他大跨空间结构反应谱生成提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 单层柱面网壳结构 节点加速度反应谱 地震作用 数值模拟 拟合分析
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敞开式圆柱面网壳进风口位置的受力特性分析
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作者 韦有信 杨焕奎 姜景山 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1578-1587,共10页
为明确敞开式圆柱面网壳端部杆件弯曲破坏的力学机理,强化网壳结构稳定性,通过对其周边流场和气压的变化进行模拟分析,研究敞开式入口对网壳内外表面风压的影响规律及其主要影响范围,通过对网壳桁架施加进风口典型风荷载,并结合案例对比... 为明确敞开式圆柱面网壳端部杆件弯曲破坏的力学机理,强化网壳结构稳定性,通过对其周边流场和气压的变化进行模拟分析,研究敞开式入口对网壳内外表面风压的影响规律及其主要影响范围,通过对网壳桁架施加进风口典型风荷载,并结合案例对比,研究杆件内力分布的特性及其影响因素。研究结果表明:在西北风荷载作用下,南北向布置的网壳最不利受力状态始终出现在进风口位置,且该位置东侧部分网壳承受的风荷载远比直接迎风的西侧部分的高,网壳顶棚西侧部分还存在局部的逆向风荷载,进风口两侧的高幅值表面风压在棚内进深20 m范围内快速衰减,引起的端部杆件轴力达到了中间部位杆件轴力的3.45倍以上。北风对网壳进风口位置的影响可以忽略,西风对网壳施加的荷载亦不高,对应的杆件轴力尚未达到30°~60°西北风的50%。桁架杆件的轴力分配受变截面设计的影响小,各杆件轴力变化幅度均低于2%,但对应的最大应力由网壳东、西侧部分向顶棚位置转移,进而导致顶部杆件压杆失稳。 展开更多
关键词 圆柱面网壳 进风口 风荷载 桁架 数值模拟
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间隔性天窗启闭对网壳结构风荷载影响规律的试验研究
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作者 李宇青 王昕 +2 位作者 刘小兵 陈安杰 崔会敏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期176-183,共8页
大跨柱面网壳结构由于质量轻、柔度大,对风荷载比较敏感,在顶部开启间隔性天窗对结构的抗风性能具有较大的影响。以某大跨度柱面网壳结构为研究对象,通过刚性模型测压风洞试验方法,分析了在不同风向角下顶部间隔性天窗启闭对结构的体型... 大跨柱面网壳结构由于质量轻、柔度大,对风荷载比较敏感,在顶部开启间隔性天窗对结构的抗风性能具有较大的影响。以某大跨度柱面网壳结构为研究对象,通过刚性模型测压风洞试验方法,分析了在不同风向角下顶部间隔性天窗启闭对结构的体型系数、整体力系数以及极值风压系数的影响规律。结果表明:天窗的启闭对结构外表面风荷载影响整体较小,对内表面风荷载的影响比较明显。内表面风荷载的变化是导致结构风荷载随天窗启闭变化的主要原因。在跨向来流下,与天窗关闭时相比,当天窗开启时,结构的跨向整体力更大,增大幅度约为34%,这种“增大效应”随着来流偏离跨向逐渐减弱,当偏离跨向60°时基本消失;结构的竖向整体力更小,减小幅度约为47%,这种“减小效应”随着来流偏离跨向逐渐减弱,但即使偏离90°(纵向来流)时仍存在。与天窗关闭时相比,天窗开启时结构的正向极值风压力增大,大部分区域的负向极值风吸力减小,但天窗局部区域的负向极值风吸力有所增大。 展开更多
关键词 大跨柱面网壳结构 间隔性天窗 风洞试验 整体力系数 极值风压系数
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近断层地震动下基础隔震网壳-支承结构的地震响应研究
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作者 石文杰 孙贵洪 +1 位作者 钟杰 龚文琪 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第5期142-153,共12页
近断层速度脉冲效应往往引发建筑结构更为严重的破坏。为研究其对基础隔震网壳-支承结构动力响应的影响,选取一基础隔震钢筋混凝土框架结构支承的双层柱面网壳作为分析对象,分别施加3组地震动:第1组为22条断层距在5~10 km之间、脉冲周期... 近断层速度脉冲效应往往引发建筑结构更为严重的破坏。为研究其对基础隔震网壳-支承结构动力响应的影响,选取一基础隔震钢筋混凝土框架结构支承的双层柱面网壳作为分析对象,分别施加3组地震动:第1组为22条断层距在5~10 km之间、脉冲周期在0.7~3.2 s之间的近断层速度脉冲型地震动;第2组为与第1组对应的去掉低频速度脉冲成分后的22条非脉冲型地震动;第3组为对第2组的地震动乘以GB/T 51408—2021《建筑隔震设计标准》给定的近场增大系数后的地震动。通过增量动力分析,统计对比3组地震动作用下基础隔震网壳-支承结构的动力响应。结果表明:速度脉冲对隔震层的位移、下部框架结构的层间位移角、梁柱构件轴力、结构基底反力,以及上部网壳的最大节点位移、杆件轴力、塑性杆件比例等均产生了显著的放大效应。并且,若仅采用现行标准规定的近场增大系数对地震动强度进行调整,仍不能考虑近断层低频速度脉冲成分对基础隔震网壳-支承结构动力响应的影响。结论可为近断层高烈度地震区基础隔震网壳-支承结构的隔震设计提供参考依据。 展开更多
关键词 网壳结构 基础隔震 速度脉冲 地震响应 放大效应
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考虑网壳结构失效特征的修正Park-Ang地震损伤评估研究
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作者 黄建铭 刘翔 +1 位作者 王香茹 刘涛 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期468-479,共12页
为研究三维地震作用下网壳结构损伤程度,基于增量动力分析(IDA)方法对网壳结构两种典型失效特征进行分析并加以讨论。通过修正Park-Ang地震损伤模型公式相关参数项,考虑结构变形和能量两个动力响应指标的影响,建立网壳结构损伤判别准则... 为研究三维地震作用下网壳结构损伤程度,基于增量动力分析(IDA)方法对网壳结构两种典型失效特征进行分析并加以讨论。通过修正Park-Ang地震损伤模型公式相关参数项,考虑结构变形和能量两个动力响应指标的影响,建立网壳结构损伤判别准则,提出网壳结构不同失效状态对应的损伤性能水准。结果表明:网壳结构的失效破坏特征分为动力强度失效和动力失稳失效,修正的Park-Ang地震损伤模型可较好地评估这两种失效模式的损伤程度,网壳结构失效时的损伤值收敛于1.00且离散性较小。网壳结构的破坏程度可以划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌,对应的损伤界限值分别为0、0.15、0.65、1.00。根据规范要求,选取四条不同类型地震波加以验证,证明修正的Park-Ang地震损伤模型能够较好地考虑位移与耗能的耦合效应,对网壳结构整体损伤评估更为合理。 展开更多
关键词 网壳结构 地震损伤模型 损伤评估 性能水准
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大矢跨比开口球壳的施工过程优化分析与监测 被引量:2
7
作者 石开荣 林志毅 +3 位作者 姜正荣 陈春光 陈一乔 梁军 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1440-1447,1486,共9页
为保证复杂空间网格结构的施工安全性,对其进行施工过程优化分析与监测研究.以某大矢跨比单层开口球面网壳结构为例,对该复杂异形结构进行施工全过程的有限元模拟,通过变化支座边界条件、肋杆轴线形状和临时支撑胎架支承方式建立不同的... 为保证复杂空间网格结构的施工安全性,对其进行施工过程优化分析与监测研究.以某大矢跨比单层开口球面网壳结构为例,对该复杂异形结构进行施工全过程的有限元模拟,通过变化支座边界条件、肋杆轴线形状和临时支撑胎架支承方式建立不同的有限元分析模型,探讨其关键构件应力与结构位移的变化情况,以对施工过程进行优化分析;在此基础上,采用有临时支撑胎架的弧形杆模型作为最终计算模型进行施工模拟,并将卸载前后的计算结果与现场监测数据进行对比分析,以验证施工过程模拟结果的准确性;进一步对临时支撑胎架的失效敏感性进行研究,以避免出现结构安全问题.结果表明:有限元分析模型与实际结构较为相符,卸载前后各测点的应力变化较小,最大拉、压应力变化量分别为10.61 MPa和−5.67 MPa,该大矢跨比异形球面网壳结构在施工过程中处于可控状态;某一支撑胎架失效对其周边相邻区域的杆件应力、结构位移有较大影响,其中杆件应力最大变化为28.00 MPa,竖向位移最大变化为13 mm,因此,施工过程中应确保支撑胎架的可靠性. 展开更多
关键词 网壳结构 施工过程 优化 监测 卸载
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异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析 被引量:5
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作者 马宏伟 徐健聪 +1 位作者 吴文斌 莫振忠 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第1期47-56,共10页
单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三... 单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法;针对异形单层网壳结构,研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响,确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力;对空间相贯节点进行了有限元分析,得到节点处应力的分布情况,并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明:异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大;稳定承载力对单层网壳结构起控制作用,对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析,结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大,设置隐蔽部位焊缝后,节点处各杆件的最大应力可减小20%以上. 展开更多
关键词 单层网壳结构 整体稳定 相贯节点 有限元分析
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基于改进遗传算法的大型体育场馆传感器优化布置研究 被引量:1
9
作者 邢国华 陈思锦 +3 位作者 苗鹏勇 张雯 武艳如 柳明亮 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第6期19-30,共12页
为高效、准确地对大型体育场馆结构进行健康监测,根据其结构特点,提出了一种基于多种群非支配重组遗传算法(MP-RGA)的传感器优化布置方法。引入二重编码解决离散优化问题,通过多种群策略提高算法的搜索能力,通过非支配重组解决以往遗传... 为高效、准确地对大型体育场馆结构进行健康监测,根据其结构特点,提出了一种基于多种群非支配重组遗传算法(MP-RGA)的传感器优化布置方法。引入二重编码解决离散优化问题,通过多种群策略提高算法的搜索能力,通过非支配重组解决以往遗传算法优化后期的多样性丧失问题,最后采用自适应化交叉、变异策略改善算法前期的收敛速度和后期的寻优能力。以西安国际足球中心屋盖为例,通过数值算例验证不同传感器布置数量下利用该算法确定传感器布置方案时的有效性。结果表明:与量子遗传算法(QGA)和粒子群算法(PSO)相比,多种群非支配重组遗传算法收敛速度更快,以模态置信度准则为目标的优化效果分别提升了41.88%和91.27%;依据所提算法优化得到的传感器布置方案实际应用效果良好,表明该算法适用于大型体育场馆的传感器优化布置问题。 展开更多
关键词 大型体育场馆 健康监测 传感器优化布置 改进遗传算法 网壳结构
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铝合金板式节点受弯滞回性能试验研究 被引量:1
10
作者 郭小农 王幸业 +1 位作者 陈劭臻 张锦东 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期20-30,共11页
为研究铝合金板式节点的受弯滞回性能,并与静力性能进行比较,完成了4个足尺试件的滞回加载及单调加载试验,并采用通用有限元软件ABAQUS对试验加载全过程进行数值模拟,得到了铝合金板式节点的破坏模式、弯矩-转角关系及耗能能力.采用分... 为研究铝合金板式节点的受弯滞回性能,并与静力性能进行比较,完成了4个足尺试件的滞回加载及单调加载试验,并采用通用有限元软件ABAQUS对试验加载全过程进行数值模拟,得到了铝合金板式节点的破坏模式、弯矩-转角关系及耗能能力.采用分配梁对两杆进行对称加载,节点域为纯弯段.研究结果表明铝合金板式节点为典型半刚性节点,根据受力过程可分为弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段和破坏阶段,并得到节点弯矩-转角关系曲线.节点破坏模式为杆件净截面拉断,裂缝由杆件端头最外排螺孔处开始扩展.节点在破坏前无明显预兆,为典型脆性破坏,荷载-位移曲线没有下降段.节点滞回加载的骨架曲线与单调加载曲线接近,但滞回加载过程节点的累积损伤,导致节点延性低于单调加载.增加螺栓数量可改善节点耗能性能,使滞回曲线更加饱满. 展开更多
关键词 铝合金 板式节点 滞回曲线 网壳
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大跨度装配式单层网壳十字形半刚性螺栓连接节点抗弯性能研究 被引量:1
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作者 张爱林 罗兵 姜子钦 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1273-1284,共12页
装配式连接节点是大跨度装配式单层空间网壳结构体系的关键。提出一种适用于大跨度单层网壳结构的十字形板装配式节点。该节点由圆钢管、十字形钢板、角钢、矩形连接盖板、圆盖板和高强螺栓组成,其中圆钢管、盖板、十字形钢板在工厂焊接... 装配式连接节点是大跨度装配式单层空间网壳结构体系的关键。提出一种适用于大跨度单层网壳结构的十字形板装配式节点。该节点由圆钢管、十字形钢板、角钢、矩形连接盖板、圆盖板和高强螺栓组成,其中圆钢管、盖板、十字形钢板在工厂焊接,现场将十字形板和角钢、矩形盖板用高强螺栓连接。该节点通过设置角钢、矩形连接盖板和十字形钢板螺栓连接,在节点受到弯曲荷载时,角钢和矩形连接盖板可以首先承受弯曲荷载,从而减少节点内侧的十字形钢板塑性损伤,并且提高节点的抗弯性能。利用有限元模拟方法,构建新型连接节点有限元模型,分析了十字形钢板和角钢厚度等变量如何影响节点在平面内外的抗弯性能。通过对各组成部分尺寸的参数化研究,得到了这些因素对所提出的连接节点平面内外抗弯性能的影响规律。研究结果表明,采用角钢与矩形盖板相连接形成的十字形节点,在抗弯刚度和承载力方面表现出了优异的性能。通过调节十字形板厚度、螺栓个数、角钢和盖板厚度可调控节点的初始抗弯刚度和抗弯承载力。基于刚性节点设计方法,对该半刚性节点进行尺寸理论设计,结果表明该方法可以保证节点弯矩设计值基本达到圆钢管的屈服弯矩,满足设计要求,提高节点安全。 展开更多
关键词 大跨度单层空间网壳 十字形板螺栓装配式节点 数值模拟 抗弯性能 屈服弯矩 节点尺寸设计
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大跨度钢网壳快速整体提升方法研究及防连续倒塌分析 被引量:4
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作者 王其良 周凌宇 +3 位作者 石敬州 徐柏林 卜钟鸣 王博 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期538-549,共12页
以某钢网壳整体提升项目为研究对象,提出一种整体提升施工方法,对大跨度钢网壳结构的同步提升、变形控制和提升安全性进行研究。在Midas Gen中建立有限元模型,基于备用荷载路径法分析提升支架的防连续倒塌性能,对施工全过程进行模拟分析... 以某钢网壳整体提升项目为研究对象,提出一种整体提升施工方法,对大跨度钢网壳结构的同步提升、变形控制和提升安全性进行研究。在Midas Gen中建立有限元模型,基于备用荷载路径法分析提升支架的防连续倒塌性能,对施工全过程进行模拟分析,结合实际施工监测数据验证该方法的合理性。研究结果表明:基于监测数据反馈+计算机算法控制集群电动葫芦,可实现连续、同步提升。在网壳结构下部施加预应力可有效控制结构成型后的矢高偏差,理论计算值与实际测量值相对误差在4.5%以内,在整个施工过程中的壳体顶部的竖向位移满足设计要求。提升支架失稳会引起各吊点内力重分布,为避免意外失稳引起连续倒塌的风险,提出了考虑施工经济性和安全性的提升支架防连续倒塌设计。钢网壳结构成形后与设计状态基本一致,验证了整体提升方法的有效性,可为大跨度钢网壳整体提升工程的应用提供参考。 展开更多
关键词 钢结构 网壳 整体提升 有限元分析 变形
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海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析 被引量:1
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作者 方春 岳亚霖 +4 位作者 韦朋余 张亦龙 戴泽宇 杨伟楠 张欣玉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期250-260,共11页
海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风... 海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。 展开更多
关键词 海上旅游平台 大跨度网壳结构 风载荷 波浪载荷 结构强度
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K6型单层球面网壳整体交互耦合屈曲行为 被引量:1
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作者 毋凯冬 张业成 +1 位作者 伞冰冰 罗永峰 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期557-566,共10页
采用有限元数值模拟,基于K6型单层球面网壳的屈曲与后屈曲性态,提出整体屈曲的判别准则,并首次从变形特征角度分析两种整体屈曲模态交互耦合的发生机理及对屈曲承载力的削弱效应。研究结果表明,K6型单层球面网壳的稳定性易受整体交互耦... 采用有限元数值模拟,基于K6型单层球面网壳的屈曲与后屈曲性态,提出整体屈曲的判别准则,并首次从变形特征角度分析两种整体屈曲模态交互耦合的发生机理及对屈曲承载力的削弱效应。研究结果表明,K6型单层球面网壳的稳定性易受整体交互耦合屈曲影响,且可导致屈曲极限承载力的显著削弱及不稳定后屈曲;其变形模式从屈曲阶段的最低阶整体屈曲模态主导,演化为初始后屈曲阶段的整体交互耦合屈曲模态主导,及最终的次低阶整体屈曲模态主导,是交互耦合屈曲产生的原因;缺陷幅值也会影响整体交互耦合屈曲对K6型单层球面网壳屈曲极限性能的主导作用。 展开更多
关键词 空间结构 网壳结构 有限元模拟 耦合屈曲 非线性稳定
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基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究 被引量:1
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作者 叶继红 许强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂... 塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论,以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程;然后给出将两者联合分析的具体实施策略,即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态,进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序,并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验,验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时,截面发生开裂,颗粒间发生脱离是一个自然的过程,无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡,与有限元方法相比,不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题,更具计算优势,为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。 展开更多
关键词 杆系离散元法 断裂 单层网壳结构 塑性铰模型 韧性断裂损伤模型
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利用最小二乘法的网壳结构点云节点中心坐标提取 被引量:4
16
作者 王鹏 辛佩康 +1 位作者 刘寅 余芳强 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期183-190,共8页
为解决网壳结构节点坐标测量困难、处理效率低等问题,本文提出基于网壳结构扫描点云的节点中心坐标提取方法:应用三维激光扫描技术采集网壳结构点云数据并预处理;然后基于设计模型,对初始点云模型进行网壳节点局部点云分割和节点多平面... 为解决网壳结构节点坐标测量困难、处理效率低等问题,本文提出基于网壳结构扫描点云的节点中心坐标提取方法:应用三维激光扫描技术采集网壳结构点云数据并预处理;然后基于设计模型,对初始点云模型进行网壳节点局部点云分割和节点多平面拟合,判定拟合平面的属性特征并修正侧面的法向量方向;最后利用空间约束关系及最小二乘算法求取网壳结构节点的精确中心坐标。以三亚国际免税城项目为例开展应用,结果表明所提方法求取的网壳结构节点中心坐标与全站仪实测结果偏差均值为2.89 mm,效率相比传统方法提高近4倍,较大提升了网壳结构节点中心坐标的提取精度和效率,为后续网壳结构施工偏差复核、幕墙板材的深化设计与加工等工程化应用提供了准确的数据支撑。 展开更多
关键词 点云 网壳结构 最小二乘法 节点中心坐标提取
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基于AP法的单层球面网壳结构地震倒塌破坏分析
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作者 吴文青 朱南海 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期632-639,共8页
在地震作用中,结构的薄弱部位构件可能会先发生初始失效,并导致结构在之后的地震中发生倒塌破坏。为研究在杆件初始失效下单层网壳结构的抗连续倒塌性能,通过增量动力分析方法(IDA法)确定网壳结构薄弱区域分布规律及结构的动力响应,引... 在地震作用中,结构的薄弱部位构件可能会先发生初始失效,并导致结构在之后的地震中发生倒塌破坏。为研究在杆件初始失效下单层网壳结构的抗连续倒塌性能,通过增量动力分析方法(IDA法)确定网壳结构薄弱区域分布规律及结构的动力响应,引入最大响应参数(应力、塑性应变、等效塑性应变等)杆件作为初始破坏杆件,采用备用荷载路径法(AP法)分析剩余结构在之后的地震作用中产生的动力响应。结果表明:单层网壳结构地震薄弱区处于底部区域,且受地震影响较大。在地震作用下,处于薄弱区域的杆件初始失效会使结构节点最大竖向位移、塑性杆件比例、总应变能等结构响应参数急剧增大,并且加速了结构的凹陷。由于杆件的初始失效,其两端节点发生较大塑性,周围杆件塑性发展明显,应重点关注处于地震薄弱区的杆件,该区域杆件若发生初始失效将对结构产生影响较大。 展开更多
关键词 单层网壳结构 增量动力分析 备用荷载路径法 初始失效 连续性倒塌
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扁柱面网壳的非线性动力学行为 被引量:8
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作者 王新志 梁从兴 +2 位作者 韩明君 叶开沅 王钢 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期135-140,共6页
用连续化法建立了正三角形网格的三向单层扁柱面网壳的非线性动力学方程和协调方程.在两对边简支条件下用分离变量函数法给出扁柱面网壳的横向位移.由协调方程求出张力,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学微分方程.... 用连续化法建立了正三角形网格的三向单层扁柱面网壳的非线性动力学方程和协调方程.在两对边简支条件下用分离变量函数法给出扁柱面网壳的横向位移.由协调方程求出张力,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学微分方程.通过求Floquet指数讨论平衡点邻域的稳定性,用复变函数留数理论求出Melnikov函数,可得到该动力学系统发生混沌运动的临界条件.通过数值计算模拟和Poincaré映射也证明了混沌运动存在. 展开更多
关键词 网壳 连续法 混沌 临界条件
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单层柱面网壳弹塑性稳定性能研究 被引量:25
19
作者 曹正罡 孙瑛 +1 位作者 范峰 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期55-59,共5页
目前对于球面网壳的弹塑性稳定性能研究成果较为丰富,而对柱面网壳的弹塑性稳定性能以及稳定性验算方法中"安全系数"的取值问题还缺乏系统研究。为此,基于有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,有计划地针对600余例单层柱面... 目前对于球面网壳的弹塑性稳定性能研究成果较为丰富,而对柱面网壳的弹塑性稳定性能以及稳定性验算方法中"安全系数"的取值问题还缺乏系统研究。为此,基于有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,有计划地针对600余例单层柱面网壳结构进行双重非线性全过程分析。系统地考察了极限承载力、屈曲模态、塑性发展分布等特征响应,总结了初始几何缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳结构稳定性能的影响规律。定义并统计了代表材料非线性影响的"塑性折减系数",基于参数分析结果及概率统计方法对单层柱面网壳的"安全系数"取值进行重新核定,结果显示,柱面网壳塑性折减系数取值范围为0.362~0.578,两纵边柱面网壳安全系数取3.4,四边支承柱面网壳取4.5,两端支承柱面网壳取5.4。 展开更多
关键词 单层柱面网壳 稳定 极限承载力 弹塑性
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MR智能阻尼器对空间网壳结构的风振抑制分析 被引量:18
20
作者 唐少容 周岱 +2 位作者 黄真 马骏 阳光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期25-28,34,共5页
磁流变液(MR)智能阻尼器是一种新型智能材料减振装置,可用于空间网壳结构的风振抑制。以适当方式和空间网壳结构结合即形成智能材料杆件空间网壳结构。建立了智能材料杆件有限元模型,研究了磁流变阻尼器布置方式和控制策略对空间网壳结... 磁流变液(MR)智能阻尼器是一种新型智能材料减振装置,可用于空间网壳结构的风振抑制。以适当方式和空间网壳结构结合即形成智能材料杆件空间网壳结构。建立了智能材料杆件有限元模型,研究了磁流变阻尼器布置方式和控制策略对空间网壳结构抗风减振的影响。将MR阻尼器设置于网壳结构径向肋杆处优于设在结构环向杆件处。不同控制策略导致不同的风振控制效果。Passive-off控制策略的风振抑制效果较差;Passive-on策略对控制结构的位移响应效果较好,而对控制结构的速度响应和加速度响应效果不佳。半主动控制策略对控制结构的位移响应、速度响应和加速度响应均较理想。针对不同风荷载作用,采用相同阻尼器布置方案和控制策略,结构风振控制效果大致相同。 展开更多
关键词 网壳结构 磁流变阻尼器 风振 振动控制
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