开孔对大跨度双层球面网壳结构多维地震反应的影响研究

在考虑几何大变形和材料非线性的基础上,研究开孔对某煤仓顶部跨度为116.1m的双层球面网壳结构在单维和多维地震作用下的弹塑性地震响应的影响。结果表明:与单维地震作用下相比,多维地震作用下开孔结构的最大水平位移增大20.6%,杆件的最大轴应力增大19%;与El-Centro地震波作用下相比,在长周期地震波作用下,无孔和开孔结构的地震响应有明显增大的趋势,且开孔对网壳结构地震反应的影响更为显著;在多维地震作用下,相比于无孔结构,开孔结构的最大水平位移可增大14%,最大轴应力可增大7.6%,杆件的最大响应塑性率可增大15%。

开孔双层穹顶网壳结构的稳定性分析

为深入研究双层穹顶网壳局部开孔后的稳定性能,利用ANSYS有限元软件对某水泥厂储料仓穹顶网壳结构建立数值模型,进行非线性屈曲分析,了解开孔双层穹顶网壳结构的屈曲模态,屈曲前后结构的几何外形、杆件弯曲和变形等情况。进一步通过改变支座约束条件分别研究该开孔穹顶网壳的稳定承载力,总结支座约束对其稳定性能的影响规律:支座约束条件对开孔网壳结构的影响非常大,采用固定约束的双层球壳结构整体稳定承载力较弹性约束时稳定承载力高,但径向与切向均采用弹性约束时,球壳结构整体稳定承载力较仅径向弹性约束时稳定承载力高。

开孔单层网壳结构的力学特性及稳定性

以网壳结构节点作为主要对象,对电厂干煤棚主体网壳结构构建数值模型,研究开孔网壳结构的屈曲模态,并进行非线性屈曲分析,探究竖向载荷与风荷载作用下的静力学特性.研究发现,网壳开孔处出现应力集中现象,竖向载荷作用下的节点最大应力为0.037 kPa,风荷载作用下的节点最大应力为0.024 kPa;竖向载荷作用下的节点最大位移为0.881 mm,风荷载作用下的节点最大位移为1.692 mm,较整体网壳结构节点平均位移分别增加69.34%和19.57%,均满足规范要求;特征值屈曲分析中,刚性节点网壳结构部分杆件发生形变,对结构安全有一定的影响.对网壳重新优化设计后,部分节点采用铰接节点,其特征值屈曲荷载较纯刚性节点的提高了4.12%,有效提升了网壳结构稳定性.

考虑施工误差的大开孔悬挑网壳结构稳定性

以某大开孔悬挑网壳结构为工程背景,利用有限元软件ANSYS进行荷载-位移非线性全过程分析,研究初始几何缺陷分布模式、缺陷大小和节点刚度对结构稳定性的影响.研究表明,利用几何非线性进行缺陷分析,当初始几何缺陷分布模式为一致缺陷模态和静力失稳模态时,得到的稳定极限荷载相近;利用双重非线性进行缺陷分析时,初始几何缺陷分布模式为一致缺陷模态是最不利的;考虑双重非线性引入不同大小的初始几何缺陷进行分析时,随着初始几何缺陷的增加,稳定极限荷载逐渐减小;利用双重非线性进行刚度分析时,随着节点连接刚度的降低,屈曲后的承载能力逐渐降低.

某招商中心单层球面网壳的设计分析

某招商中心采用单层球面网壳结构,球形外立面直接落地,表面开有三处大门洞,形成结构的薄弱点。着重介绍了开孔单层网壳的方案选择、支承体系、设计荷载以及强度和整体稳定计算等。设计根据强度条件初步确定截面以后,应进行非线性全过程屈曲分析,并考虑初始缺陷的影响程度来综合确定球壳的极限承载能力。