網(wǎng)殼的計(jì)算與設(shè)計(jì)

210-1第二章網(wǎng)殼的計(jì)算與設(shè)計(jì)Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-2§2.1荷載和作用

2.1.1荷載和作用的類型1)永久荷載

(1)網(wǎng)架自重

雙層網(wǎng)架:qok=L2

/200

qok

—估算自重(kN/m2)

qw—除自重外的屋(樓)面荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)

L2

—網(wǎng)架短向跨度(m)

—桿件形式調(diào)整系數(shù),鋼管=1.0

型鋼=1.1~1.2Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-3上式適用范圍:周邊支承,雙層網(wǎng)架

三層網(wǎng)架:

qok=L2

/a

qok

—估算自重(kN/m2)

qw—除自重外的屋(樓)面荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)

L2

—網(wǎng)架短向跨度(m)

a—調(diào)整系數(shù),鋼管a=130~140網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)重量:占網(wǎng)架總重的20%~25%。

螺栓球網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)重量大,

焊接球節(jié)點(diǎn)相對(duì)較輕。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-4(2)

屋面重

包括屋面板、檁條、吊重(管道、燈、設(shè)備、吊頂?shù)?

屋面板:混凝土板1.0~1.5kN/m2彩鋼板0.11~0.2

kN/m2

檁條(輕屋面):0.07kN/m2Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-52)可變荷載

(1)

屋(樓)面活荷載按荷載規(guī)范確定。不上人屋面:常取ql=0.5

kN/m2

(2)

積雪荷載按荷載規(guī)范確定:

Sk=rSo

Sk—雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)

r—屋面積雪分布系數(shù)So

—基本雪壓(kN/m2)

積雪荷載要注意不對(duì)稱積雪,或半邊有半邊無。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-6球面網(wǎng)殼屋頂或穹頂,規(guī)范尚無準(zhǔn)確積雪系數(shù),課本中建議,參照規(guī)范中拱型屋頂取值,具體為:均勻積雪—角度大于50o不積雪單跨

0.4r0.8Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-7多跨屋蓋Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-8非均勻積雪—角度大于50o不積雪r=2~3積雪荷載不與活荷載同時(shí)考慮。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-9(3)

風(fēng)荷載按荷載規(guī)范確定:

wk=zr

szwo

wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)

z—風(fēng)振系數(shù)

r—重現(xiàn)期系數(shù)——老規(guī)范采用,新規(guī)范已取消s—風(fēng)荷載體型系數(shù)z—風(fēng)壓高度變化系數(shù)wo

—基本風(fēng)壓(kN/m2)

風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù):

G=1.4通常大型結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn);較柔結(jié)構(gòu)應(yīng)注意風(fēng)振。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-10

風(fēng)荷載計(jì)算應(yīng)注意的幾個(gè)問題:

a.側(cè)向風(fēng)壓當(dāng)結(jié)構(gòu)高度較大時(shí)應(yīng)考慮

b.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)懸挑部分應(yīng)考慮風(fēng)過敏反應(yīng)Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-11(4)

積灰荷載按荷載規(guī)范確定特別注意冶煉廠、煤礦

(5)

吊車荷載軟鉤和硬鉤吊車工作制:A1~A9Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-123)作用

(1)

溫度變化(t)

t=當(dāng)?shù)貥O端溫度(tmax或tmin)-結(jié)構(gòu)安裝時(shí)溫度(tw);小跨度網(wǎng)架,當(dāng)t

30oC

時(shí),可通過構(gòu)造保證,不需要計(jì)算。

(2)

地震作用按設(shè)計(jì)規(guī)范確定:

7度設(shè)防—不考慮地震作用

8度設(shè)防—僅考慮豎向地震作用9度設(shè)防—同時(shí)考慮豎向和水平地震作用Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-13(3)

支座沉降與強(qiáng)迫就位

支座沉降:常為土建施工誤差所致,

超靜定引起自應(yīng)力

強(qiáng)迫就位:制作和安裝誤差所致(構(gòu)件尺寸、支座位置)

超靜定引起自應(yīng)力

Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-142.1.2荷載組合1）使用過程設(shè)計(jì)驗(yàn)算—桿件強(qiáng)度、穩(wěn)定;節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度、穩(wěn)定;結(jié)構(gòu)變形、整體穩(wěn)定2）施工過程

施工驗(yàn)算:施工過程模擬與數(shù)值分析驗(yàn)算構(gòu)件在吊裝過程中的強(qiáng)度、穩(wěn)定性;已安裝部分桿件強(qiáng)度、穩(wěn)定;已安裝部分結(jié)構(gòu)變形、整體穩(wěn)定;

施工系統(tǒng)(包括臨時(shí)支撐)整體驗(yàn)算。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-15§2.2

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型

2.2.1層數(shù)單層比雙層用鋼量少;當(dāng)跨度較大時(shí),單層受整體穩(wěn)定控制,反而雙層省鋼;通常,單層球面網(wǎng)殼跨度:

l80mm;單層柱面網(wǎng)殼跨度:兩端支承

l40mm;縱向直邊緣支承l(wèi)30mm;單層雙曲拋物面網(wǎng)殼:

l60mm;單層橢圓拋物面網(wǎng)殼:

l50mm。

同時(shí),應(yīng)注意網(wǎng)格形式,三角形網(wǎng)格面內(nèi)剛度大,四邊形網(wǎng)格面內(nèi)剛度小。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-16

2.2.3網(wǎng)格尺寸s(或a)對(duì)結(jié)構(gòu)撓度影響不大,但對(duì)桿件截面影響大;網(wǎng)格尺寸大,節(jié)點(diǎn)少,桿件少,省鋼,但壓桿長;網(wǎng)格尺寸小,節(jié)點(diǎn)多,桿件多,費(fèi)鋼,費(fèi)工;網(wǎng)格尺寸a應(yīng)與網(wǎng)殼高度h協(xié)調(diào),使腹桿夾角合理,通常,

=40o~55o,

當(dāng)l50m,a=1.5~3.0m,

當(dāng)l>

50m,a=2.0~4.0m

曲面內(nèi)角度?-兩向網(wǎng)格尺寸協(xié)調(diào)

2.2.2荷載條件

非對(duì)稱荷載,單層網(wǎng)殼易失穩(wěn),宜用雙層網(wǎng)殼。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-17

2.2.4網(wǎng)殼厚度h(雙層網(wǎng)殼)——厚、薄?h影響結(jié)構(gòu)剛度(撓度)和用鋼量;當(dāng)h小到某臨界厚度以下時(shí),應(yīng)驗(yàn)算網(wǎng)殼的整體穩(wěn)定,注意規(guī)范的具體規(guī)定;設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)熟悉最新規(guī)范。需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定的雙層網(wǎng)殼:雙層球面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/60

(或厚徑比h/D<1/60);雙層圓柱面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50;雙層雙曲拋物面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50;雙層橢圓拋物面(或橢球)網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-18

2.2.5網(wǎng)殼的矢跨比f/l

f/l的大小影響網(wǎng)殼表面積,即影響結(jié)構(gòu)的耗能;

f/l大,網(wǎng)殼表面積大,結(jié)構(gòu)的耗能大,支座推力小;f/l小,網(wǎng)殼表面積小,結(jié)構(gòu)的耗能小,支座推力大。

通常,

f/l

推薦值:球面網(wǎng)殼—1/5~1/2;

雙曲扁網(wǎng)殼—1/10~1/6;

柱面網(wǎng)殼—1/6~1/3;單塊扭網(wǎng)殼—

1/4~1/2

。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-19§2.3網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.3.1網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與分析方法1)受力特點(diǎn)與穩(wěn)定性特征

(1)網(wǎng)殼與網(wǎng)架的區(qū)別網(wǎng)架—整體形狀類似于平板,在橫向荷載下受彎為主,沒有整體穩(wěn)定問題;網(wǎng)殼—整體形狀類似于薄殼,在橫向荷載下以面內(nèi)薄膜受力為主,存在整體穩(wěn)定或局部穩(wěn)定問題。這里所謂的整體穩(wěn)定,是結(jié)構(gòu)意義上的,而不是桿件意義上的。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-20(2)網(wǎng)殼的受力特點(diǎn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種空間曲面桿系結(jié)構(gòu),同時(shí)具有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的特征。

桿件-直線型桿?;節(jié)點(diǎn)-位于設(shè)計(jì)曲面上?桿件的屈曲可用歐拉壓桿屈曲的概念來描述,而網(wǎng)殼的整體屈曲乃至屈曲后性能及缺陷敏感性,需應(yīng)用(類似于薄殼的)非線性穩(wěn)定理論來描述。

缺陷敏感性:如何描述?屈曲性態(tài)的變化;整體穩(wěn)定臨界荷載的變化。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210扁-21缺陷敏震感性結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)漢的穩(wěn)甲定承辭載能逐力因川缺陷糖存在灑而顯儉著甚只至大次幅降故低。一般來偵講,桿件主要以駛彎曲形刺式承載染的結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性態(tài)對(duì)宇缺陷不敏感;桿件主要以營軸力方斃式承載海的結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定蔬性是腎缺陷饑敏感擋的。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),通常主要以雷桿件的勉軸力方鋼式傳力依或稱載,因而,網(wǎng)殼準(zhǔn)通常怠是缺陷蓮敏感去性結(jié)構(gòu),特別研是單資層網(wǎng)井殼。Ma券r.岸20污16按無矩勸理論方盒法設(shè)計(jì)的薄殼組、網(wǎng)殼抱結(jié)構(gòu),——缺陷傍敏感?空間網(wǎng)繼格結(jié)構(gòu)聾非線性興穩(wěn)定分漢析21養(yǎng)0-22(3)網(wǎng)殼形(狀)體(系)與整體庫穩(wěn)定歇性態(tài)長的關(guān)摩系A(chǔ).曲面形蓮狀與整肚體穩(wěn)定怕性的關(guān)系負(fù)高斯極曲率曲面(反向曲肉面)網(wǎng)殼的河整體穩(wěn)秧定性最懼好;正高奔斯曲晌率曲面(同向曲榮面)網(wǎng)殼濱次之;零高搬斯曲爬率曲面(單向曲涼面)網(wǎng)殼整鳳體穩(wěn)定扔性相對(duì)灑最差。Ma嚴(yán)r.懇20健16空間慮網(wǎng)格障結(jié)構(gòu)拐非線戚性穩(wěn)炸定分鞏析210碰-23周邊支雁承網(wǎng)殼初結(jié)構(gòu):雙向曲書面網(wǎng)殼,由于結(jié)構(gòu)曲端面的不可展性,相對(duì)于惡單向曲面網(wǎng)玻殼具有如更高的棉整體穩(wěn)溉定承載能日力;負(fù)高縫斯曲損率曲權(quán)面網(wǎng)殼,由于網(wǎng)殼曲記面在兩酷個(gè)相反臂的方向彎曲,在外荷載劈燕作用下,有一個(gè)方請(qǐng)向的桿居件受拉,對(duì)另一全個(gè)方向受成壓的桿扶件具有貿(mào)支撐作用,因而,相對(duì)于正書高斯是曲率必曲面網(wǎng)劍殼具伯有更深高的縣整體棕穩(wěn)定響承載繩能力眾。事實(shí)上,由于有一卸個(gè)方掠向的籠桿件擦受拉,某些周邊支膝承的負(fù)高斯爹曲率曲飄面網(wǎng)殼畝不會(huì)發(fā)遠(yuǎn)生整體其失穩(wěn),這類網(wǎng)殼茶的承載耽能力由強(qiáng)較度條件決定,實(shí)際上,并非所有深網(wǎng)殼怕都存裂在整傻體失惰穩(wěn)的問即題。Ma芝r.踢20原16空間網(wǎng)坡格結(jié)構(gòu)閱非線性貞穩(wěn)定分孟析210貿(mào)-24B.網(wǎng)殼曲芬面扁葬率與微整體尤穩(wěn)定這性態(tài)瓶的關(guān)系薄殼創(chuàng)的整斥體穩(wěn)執(zhí)定性騰態(tài)隨棵殼曲摧面的矢跨畏比(f/l)而變。試驗(yàn)與研醬究表明:扁球殼密或部浮分球記冠殼隨著岡其扁度(f/l)的不同,表現(xiàn)出不同的屈曲淡特性;環(huán)形邊界的府存在,使得球冠嗎殼與完整姜球殼具有樣不同悉的屈曲特征;線性屈蒜曲與非線性屈曲分析吧結(jié)果抽有差填異(Ka碧pl瞞an,1婚974斜)。Ma惰r.翁20竊16空間網(wǎng)梨格結(jié)構(gòu)諸非線性雨穩(wěn)定分減析球殼球冠步殼Ma美r.桂20棵16空間網(wǎng)他格結(jié)構(gòu)漆非線性懸穩(wěn)定分厭析210莫-26網(wǎng)殼曲宵面扁率埋與整體角穩(wěn)定性攀態(tài)的關(guān)泄系:下頁圖示為均沙勻外盞壓作雪用下譜周邊線固支魄球殼科的荷贊載-位移經(jīng)曲線隨扁率的變化趨勢,也即球嗚殼的端整體轎穩(wěn)定蹈性態(tài)津與矢戀跨比位的關(guān)系。其中,扁率定義為(Bus雹hne危ll,案19酒85)Ma蘿r.單20聞16空間網(wǎng)熱格結(jié)構(gòu)傭非線性嚴(yán)穩(wěn)定分艱析210常-27線性屈曲非線性趟屈曲完整蛾球殼苗分支障屈曲嘆臨界塊點(diǎn)球冠搖殼分歡支屈慨曲臨遇界點(diǎn)wp/pcrMar胸.20嗓16空間網(wǎng)撒格結(jié)構(gòu)世非線性擺穩(wěn)定分虧析210燥-28=0辯,意味著圓板。紹在橫向幻玉荷載作致用下,由于板內(nèi)薄膜張力的作用,板的荷掘載-變形濾曲線扣呈現(xiàn)接出強(qiáng)靠化的后特征,不出現(xiàn)屈票曲失穩(wěn)現(xiàn)象;線性虹屈曲非線性妄屈曲完整匆球殼脊分支蘿屈曲膛臨界幅點(diǎn)球冠宏殼分精支屈務(wù)曲臨牽界點(diǎn)線性——彎曲非線調(diào)性——彎曲濾、張饑?yán)璏a顆r.詠20站16空間爆網(wǎng)格些結(jié)構(gòu)仔非線極性穩(wěn)盾定分爐析210僅-290<<3.夾5,荷載-變形蒜曲線菌中沒鳥有水色平切份線,也不椅存在分支政點(diǎn),因而,在屈曲愉前平衡勢路徑中堂也沒有案失穩(wěn)瓦問題;線性屈祝曲非線筒性屈播曲完整球蝴殼分支童屈曲臨崇界點(diǎn)球冠痛殼分沖支屈深曲臨勞界點(diǎn)Mar熔.20表16空間諒網(wǎng)格創(chuàng)結(jié)構(gòu)均非線溪性穩(wěn)染定分俗析210宜-3046,球殼出該現(xiàn)軸對(duì)繩稱變形夠模態(tài),平衡芽路徑貝出現(xiàn)游跳躍(sna鍛p-thr商oug灣h)屈曲,有水平堡切線點(diǎn),但仍無行分支點(diǎn)豈出現(xiàn);線性攜屈曲非線雪性屈購曲完整球膀殼分支船屈曲臨婚界點(diǎn)球冠跑殼分蛋支屈飽曲臨細(xì)界點(diǎn)p/pcrwMa裹r.引20呆16極值性帝屈曲特稅征?空間網(wǎng)造格結(jié)構(gòu)毅非線性寄穩(wěn)定分女析210職-31>6,球殼出選現(xiàn)非對(duì)稱冬模式變各形,并發(fā)愿生分喊支屈堂曲,且分支屈蘇曲荷載既小于唯完全球合殼的分孤支點(diǎn)臨感界荷載,也小于對(duì)稱翠跳躍閘屈曲型的極嫩限荷必載;線性屈肝曲非線性夜屈曲完整刑球殼銀分支尺屈曲野臨界石點(diǎn)球冠殼立分支屈箭曲臨界腔點(diǎn)p/pcrwMa努r.夸20虜16空間掏網(wǎng)格魯結(jié)構(gòu)悶非線騎性穩(wěn)仔定分眾析210步-32線性災(zāi)屈曲非線性鏟屈曲完整球丙殼分支猜屈曲臨繡界點(diǎn)球冠殼燦分支屈謹(jǐn)曲臨界邀點(diǎn)球冠殼飾極值點(diǎn)p/pcrwMa漲r.哥20旺16空間網(wǎng)汁格結(jié)構(gòu)蜂非線性筐穩(wěn)定分盡析21述0-33>7后,球殼擦的初拆屈曲菜路徑?jīng)]愈來褲愈接舉近線但性。嚼隨著的增加,球殼攻在屈匯曲前汽階段榴的變形在清邊界附數(shù)近一個(gè)殖較窄僅的范圍(象腳模張式),表現(xiàn)出較強(qiáng)留的不均殲勻性(或不對(duì)蓄稱性),然而將不再改變平衡路盾徑的性峽狀及則分支想點(diǎn)的冒位置。線性鵝屈曲非線性榨屈曲完整文球殼鬧分支和屈曲罷臨界然點(diǎn)球冠殼姐分支屈宴曲臨界篇點(diǎn)Mar貍.20油16空間斧網(wǎng)格侵結(jié)構(gòu)蒼非線改性穩(wěn)艷定分狡析210錘-34此后,無論增加到多大,周邊固核支的非振完整球辟殼由于邊界深的存宵在,總是在邊谷界處削較窄取的范睬圍內(nèi)首先瓜發(fā)生就分支皂屈曲—即邊界效俊應(yīng)(象腳徒模式)。分支點(diǎn)融荷載約桐為完整誕球殼分嗽支點(diǎn)屈曲廳荷載壯的80%到90%。Ma材r.辛20藍(lán)16空間網(wǎng)脆格結(jié)構(gòu)逝非線性速穩(wěn)定分尊析210癥-35薄壁球殼整淺體穩(wěn)定寺性態(tài)叔隨扁政率變慎化的樸特征:(a)過于平址坦的薄孝殼(扁率<3諒.5響),在外荷焰載作用膝下不會(huì)槍失穩(wěn),但可蹄能會(huì)伴出現(xiàn)區(qū)超過鏟設(shè)計(jì)戀允許萍的大慌變形,如翻轉(zhuǎn)著變形,導(dǎo)致紐奉結(jié)構(gòu)使用袖功能失們效,但結(jié)杠構(gòu)仍引然具才有大不變形婆后的崖承載由能力;(b)對(duì)于較爸扁的薄啦殼(扁率=4到~6箏),在外嬌荷載萍作用糠下整誓體穩(wěn)雨定性態(tài)為極值財(cái)點(diǎn)性環(huán)態(tài),平衡與路徑肯出現(xiàn)拘跳躍(sn支ap-thr舅oug狹h),第一個(gè)極值摟點(diǎn)即為醉結(jié)構(gòu)的辛第一臨例界點(diǎn),該類銅結(jié)構(gòu)更沒有鈔屈曲顛后承載能砌力;(c)對(duì)于戒扁率灑較大符或較偶深的薯薄殼(扁率>6),在外荷克載作用聯(lián)下的整體捆穩(wěn)定鎖性態(tài)逐為分支點(diǎn)汗性態(tài),分支點(diǎn)辨總是出魔現(xiàn)在極利值點(diǎn)之前,且分支閉點(diǎn)總乏是低妥于極睜值點(diǎn),第一個(gè)罪分支點(diǎn)惹為結(jié)構(gòu)鞠的第一臨界點(diǎn),該類沉結(jié)構(gòu)更也沒晚有屈仇曲后們承載見能力;Mar銷.20頭16空間網(wǎng)淹格結(jié)構(gòu)螺非線性溪穩(wěn)定分受析21狀0-36(d)薄壁球關(guān)殼的臨狗界荷載(分支袋點(diǎn)或槍極值證點(diǎn))隨著扁羨率的增大而增影大,也就塵是說,隨著薄壩殼矢跨鴿比的增番大,結(jié)構(gòu)肺整體障穩(wěn)定臨界荷乓載增大;(e)由于滴扁率的增大(>6后),薄壁譯球殼圖的整抄體穩(wěn)偵定性娛態(tài)轉(zhuǎn)峽變?yōu)椴痪哂腥汉笄休d能深力的分嫩支性態(tài),因此,扁率較大的結(jié)構(gòu)的搜穩(wěn)定性僑對(duì)缺陷鼓是敏感乳的,甚至是剝非常敏悶感的;(f)薄壁球袋殼的非線扶性臨界端荷載(分支墊點(diǎn))常低匠于線性臨界亞荷載煉。Ma恐r.毯20扶16原因:面內(nèi)導(dǎo)薄膜(壓)力與撐面外躍彎矩狐的比征例?空間網(wǎng)廣格結(jié)構(gòu)賓非線性姿穩(wěn)定分劫析21爭0-37C.網(wǎng)殼網(wǎng)格理體系與充整體穩(wěn)扮定性態(tài)民的關(guān)系網(wǎng)格體戒系形式,影響網(wǎng)領(lǐng)殼面內(nèi)斯剛度。結(jié)構(gòu)整釀體等效泡剛度網(wǎng)殼黨整體扔等效思剛度K愈大,則其穩(wěn)尚定性愈報(bào)高。三角形戶網(wǎng)格體系鞏網(wǎng)殼部整體事穩(wěn)定借性相素對(duì)較撕高;四邊形押網(wǎng)格體系網(wǎng)請(qǐng)殼整體脾穩(wěn)定性可相對(duì)較襯低。T—薄膜君剛度,與網(wǎng)演格體窄系或氧桿件蝴布置膨方式晨直接形相關(guān);B—彎曲盛剛度骨。Mar倦.20墨16空間拾網(wǎng)格訪結(jié)構(gòu)探非線料性穩(wěn)竄定分且析210忠-38無論網(wǎng)著殼結(jié)構(gòu)膊的網(wǎng)格吉體系如玻何分類,從幾何良形狀上偶可歸為引兩大類:即三角瘡形網(wǎng)驢格體系(桁架)和四邊形錫網(wǎng)格體系(框架)。在網(wǎng)殼碌結(jié)構(gòu)的厲曲面內(nèi),三角首形網(wǎng)惰格體劃系比萍四邊湯形網(wǎng)氣格體窮系具淹有更石好的銜幾何般穩(wěn)定百性,即具有賴更高的拉面內(nèi)薄澇膜剛度賊。在網(wǎng)殼乒結(jié)構(gòu)其氧它參數(shù)漫相同的瘦條件下,三角形己網(wǎng)格體尋系由于押在網(wǎng)殼再曲面內(nèi)陸具有幾定何穩(wěn)定斑的特征,相對(duì)搬于四饒邊形粥網(wǎng)格巖體系僻具有妨較大膝的薄辛膜剛蓄度T,因而,也就具騙有較大辣的整體摧等效剛征度K,因此,三角矮形網(wǎng)哭格體親系網(wǎng)譽(yù)殼比坐四邊閣形網(wǎng)騎格體碼系網(wǎng)短殼具辯有較驢高的誓整體雜穩(wěn)定欠性。Ma雜r.鐮20鐵16空間網(wǎng)棄格結(jié)構(gòu)訓(xùn)非線性索穩(wěn)定分戶析21牙0-39(4)節(jié)點(diǎn)剛壇性對(duì)網(wǎng)蚊殼整體華穩(wěn)定性跌態(tài)的影吊響單層網(wǎng)倡殼,當(dāng)矢象跨比(f/l)較小位時(shí),在橫霸向力咱作用談下,結(jié)構(gòu)泡整體桐將產(chǎn)籍生較江大的溜彎曲(或彎革矩),若節(jié)良點(diǎn)剛抖度小,將導(dǎo)致距網(wǎng)殼傍整體哥或局缺部失委穩(wěn),在某宴種情津況下沉可能粒產(chǎn)生魄多米支諾骨牌效究應(yīng)。Mar評(píng).20術(shù)16空間藥網(wǎng)格更結(jié)構(gòu)常非線克性穩(wěn)永定分場析210刮-402)家分冠析計(jì)嗎算方激法及月特點(diǎn)分析晉方法鐘分類:擬殼法—連續(xù)化圾近似計(jì)妻算法,現(xiàn)在訊僅用王于估賽算;將網(wǎng)劑殼等規(guī)代為皺連續(xù)醉殼,用薄盤殼理抬論分朱析,等代條跌件為剛磚度相等盞。適用獵范圍:網(wǎng)格弦均勻飼、曲怪面規(guī)崖則、荷載簡含單、邊瞞界規(guī)則,有解惠析理何論可距套用蜜。有限元咐法—壟離散蓮化法,精確法雙層挪網(wǎng)殼,單元采貴用桿單黎元,單層皆網(wǎng)殼,單元溫采用其梁單幻玉元Ma江r.筋20墓16空間酷網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)鞭非線壟性穩(wěn)課定分礙析210偽-41設(shè)計(jì)計(jì)算路過程:設(shè)計(jì)計(jì)便算—按線彈框性理論漠計(jì)算桿獅件內(nèi)力,根據(jù)大規(guī)范駐設(shè)計(jì)桿件、漫節(jié)點(diǎn)(強(qiáng)度、殲穩(wěn)定)、結(jié)構(gòu)誰變形或龜撓度。其中包界括桿件票截面的虛優(yōu)化;整體穩(wěn)班定驗(yàn)算—部對(duì)單示層網(wǎng)拾殼、庸結(jié)構(gòu)教厚度爺小于拌某一基臨界值的雙診層網(wǎng)殼,進(jìn)行整抄體穩(wěn)定登驗(yàn)算。其中音包括:線性舉整體頃穩(wěn)定縱、大淋位移性幾何減非線性整情體穩(wěn)定(完善結(jié)構(gòu)扭、有缺走陷結(jié)構(gòu))、大位廚移彈池塑性暴整體添穩(wěn)定晌。施工萄驗(yàn)算—滲施工家過程密中構(gòu)尊件以速及施工系君統(tǒng)結(jié)構(gòu)扛驗(yàn)算。Ma寬r.溝20吳16空間網(wǎng)爐格結(jié)構(gòu)睛非線性戰(zhàn)穩(wěn)定分情析21匪0-423)理論研臉究(1)網(wǎng)殼合頌理形體優(yōu)美的建情筑造扎型與這合理咱優(yōu)化咸的結(jié)屑構(gòu)形曲狀與拜體系;仿生理論的戀應(yīng)用;符合經(jīng)濟(jì)節(jié)漸省的綠色條件;缺陷敏葡感性分析。(2)整體甘穩(wěn)定板性分顆析與觀評(píng)定汁方法非線隨性計(jì)算榆技術(shù)央或理陶論;結(jié)構(gòu)的缺陷賓敏感性;局部失穩(wěn)的會(huì)傳播;穩(wěn)定承載力限值及確定塌。Ma半r.努20譜16空間網(wǎng)想格結(jié)構(gòu)擱非線性過穩(wěn)定分獻(xiàn)析210敵-43(3)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力比分析風(fēng)致趙振動(dòng)溜分析——輕柔有大跨察度結(jié)領(lǐng)構(gòu)結(jié)構(gòu)上鄙風(fēng)荷載狼的模擬約技術(shù)、裂流固耦賠合計(jì)算寸技術(shù)地震宅反應(yīng)簽分析——地震校動(dòng)的強(qiáng)輸入走方法:多點(diǎn)激電勵(lì)地震反堆應(yīng)計(jì)算玻方法:反應(yīng)份譜法代、時(shí)鐮程法謀、隨夫機(jī)振耗動(dòng)法、靜惕力彈塑珍性法(P縱us續(xù)h-艇do賓wn法)動(dòng)力次穩(wěn)定水性——?jiǎng)恿赊I載作用吐下的穩(wěn)深定性、萍失穩(wěn)的畢動(dòng)力效月應(yīng)Ma施r.嚼20模16空間網(wǎng)探格結(jié)構(gòu)凳非線性鄙穩(wěn)定分臣析210芹-44(4啞)新型混合番網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)體系弦支社網(wǎng)殼悅結(jié)構(gòu)駝?dòng)址Q劇弦支穹頂;斜拉(懸掛)網(wǎng)殼;預(yù)應(yīng)敏力網(wǎng)殼;拱支獨(dú)網(wǎng)殼聲。(5石)既有然網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)的債健康監(jiān)皺測、檢惕測與安況全性評(píng)定監(jiān)測搬、檢慚測;災(zāi)后安負(fù)全性評(píng)定;可靠鄭性評(píng)定:承載瓦能力、適用閑性、耐久繭性;評(píng)定寨指標(biāo)罷體系遼和方抗法。Mar白.20句16空間址網(wǎng)格蹤蝶結(jié)構(gòu)監(jiān)非線丹性穩(wěn)東定分擇析21歲0-45(6鍬)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)施工技烘術(shù)及施約工力學(xué)計(jì)算與君監(jiān)測方食法施工技術(shù);施工過右程中的北計(jì)算方膝法——安裝過剖程驗(yàn)算滾、結(jié)構(gòu)慌體系轉(zhuǎn)換驗(yàn)算施工過鉗程監(jiān)測縮慧技術(shù)——參數(shù)迅、儀抄器、天方法斗、數(shù)枯據(jù)(7)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)抗震扁設(shè)計(jì)西方法設(shè)計(jì)從參數(shù);參數(shù)限棋值的確漸定。大跨度遠(yuǎn)空間結(jié)散構(gòu)的抗掃震設(shè)計(jì)?Ma虧r.棄20歇16空間網(wǎng)鋪格結(jié)構(gòu)胡非線性扮穩(wěn)定分泉析210街-462.3皮.2空間鉸管接桿系非線性有限掏元法均—桿單玩元理跌論用于雙層網(wǎng)殼尖結(jié)構(gòu)縱。1)垃基本假復(fù)定每個(gè)娃節(jié)點(diǎn)鞭有3峽個(gè)自震由度歇(uiviwi),即空重間鉸掉接點(diǎn);桿件僅宋受軸力牽—零即為二助力桿元;材料互應(yīng)力和應(yīng)變它關(guān)系噴符合秋虎克拜定律,線彈性尾小應(yīng)變;荷載康為節(jié)針點(diǎn)荷抬載;荷載煉為保匹守荷儲(chǔ)載Ma屠r.揉20碑16空間網(wǎng)棍格結(jié)構(gòu)茂非線性謎穩(wěn)定分且析210酷-472)飾單拿元?jiǎng)偰染匦完?1)按虛功腳方程由虛位薪移原理,得到的失單元平椒衡方成睬為單元扮的應(yīng)須變能茄與外素力功豎平衡學(xué)。Ma標(biāo)r.爽20邊16空間網(wǎng)皆格結(jié)構(gòu)聲非線性頌穩(wěn)定分爭析21錦0-48(2晌)單元的挖應(yīng)變桿單迫元ij如圖示,初始長議度為L0,變形后雕長度為L。原節(jié)曬點(diǎn)坐過標(biāo)為節(jié)點(diǎn)位透移為L0LijXYZMar裙.20羨16空間網(wǎng)供格結(jié)構(gòu)桿非線性妖穩(wěn)定分豪析21籠0-49初始長兔度為L0為變形后唉長度為L為應(yīng)變別為其中Mar聽.20同16空間妨網(wǎng)格勢結(jié)構(gòu)暖非線示性穩(wěn)漆定分傘析21驢0-50應(yīng)變用蝴矩陣又仇可表示顯為Ma蹈r.雁20信16空間網(wǎng)祥格結(jié)構(gòu)押非線性脫穩(wěn)定分軌析21閱0-51應(yīng)變償增量漠為[BL]、[BNL]分別為還線性和旬非線性閉應(yīng)變-廢位移矩凳陣。Mar束.20材16空間泳網(wǎng)格漠結(jié)構(gòu)競非線按性穩(wěn)廁定分戒析210碌-52(3室)單元的診應(yīng)力應(yīng)力甚增量d為Ma絮r.收20不16空間償網(wǎng)格果結(jié)構(gòu)氧非線浙性穩(wěn)餃定分丹析21薦0-53(4)單元切線剛罰度矩陣將以上帆應(yīng)力、維應(yīng)變關(guān)滑系代入掃虛功方死程,可得平翅衡方程對(duì)上式矩微分可乒得增量土形式平?jīng)_衡方程其中,施[KT]e為空間淋桿單元切線剛度僑矩陣Mar息.20畢16空間古網(wǎng)格服結(jié)構(gòu)駐非線往性穩(wěn)茄定分敢析210襯-54線性剛稻度矩陣+初位移帶剛度矩銅陣Mar櫻.20叮16空間網(wǎng)蟲格結(jié)構(gòu)周非線性偶穩(wěn)定分雹析21筒0-55幾何剛鞭度矩陣Mar毯.20映16空間低網(wǎng)格滲結(jié)構(gòu)腿非線醉性穩(wěn)蔥定分惕析210味-562.過3.丘3空間悄梁—柱單井元非串線性濟(jì)有限遍元法紙—梁柱帳單元爹理論用于單層網(wǎng)殼敗結(jié)構(gòu)蔥。1)靈基訂本假繪定桿件精材料擴(kuò)為理浸想彈筍塑性;節(jié)點(diǎn)為撒剛性節(jié)洗點(diǎn),每個(gè)纖節(jié)點(diǎn)盯有6個(gè)自活由度;桿件截忍面的翹閉曲及剪索切變形戴忽略不緣瑞計(jì);網(wǎng)殼節(jié)沿點(diǎn)可經(jīng)雕歷任意吧大的位裁移及轉(zhuǎn)團(tuán)動(dòng),但單元塞本身的變形蘋仍為小變形——小應(yīng)勇變;外荷念載為裕保守凱荷載,且作用膨于節(jié)點(diǎn)繪上。Mar秘.20獵16空間枯網(wǎng)格嚼結(jié)構(gòu)宮非線壯性穩(wěn)耗定分公析210溫-572)梁-柱單元內(nèi)力貸與變托形的基澆本關(guān)紹系局部隨臘動(dòng)坐標(biāo)之系下,單元內(nèi)力與丘變形圖示。M13MtM23Mtx2NNx11323L0-uuMtMtNNM12M221222x1x3L0-uuMa修r(nóng).籃20漸16空間網(wǎng)宴格結(jié)構(gòu)梯非線性鈔穩(wěn)定分摟析21剩0-58彎矩-轉(zhuǎn)角替關(guān)系考慮爽軸力N的影響,由梁啄的彎赤曲理租論有早以下胖關(guān)系啊式其中Mar猴.20廚16空間網(wǎng)李格結(jié)構(gòu)灣非線性吧穩(wěn)定分火析21糖0-59當(dāng)軸狼力N為拉救力時(shí),有以下否關(guān)系式核(用xn代替y)當(dāng)軸騾力N為壓歪力時(shí)方程的荷解為Mar菠.20鏟16空間虹網(wǎng)格第結(jié)構(gòu)營非線狹性穩(wěn)宜定分今析210賓-60代入邊界漠條件,可求得彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)撐系扭矩-扭角獸關(guān)系軸力-變形還關(guān)系Ma躍r.沾20旦16空間網(wǎng)售格結(jié)構(gòu)那非線性運(yùn)穩(wěn)定分永析210法-61上列虹各式疼中Min、Mjn—單元i端和j端繞xn軸的聯(lián)端彎乏矩;Mt—扭矩;N—軸向覽力,以壓力根為正;in、jn—單元i端和j端繞xn軸的轉(zhuǎn)乎角;t—單元的灘扭轉(zhuǎn)角;u—單元的獵軸向縮胳短;E、G—材料圍的彈水性模納量和偏剪切懂模量;In、J—單元彈截面戒繞xn軸的慣畝性矩和丸扭轉(zhuǎn)慣渾性矩;L0、L—單元的鹿初始長寫度和變受形后兩爆端點(diǎn)間善的弦長;A—單元肌的截級(jí)面面貴積;Mar紡.20稅16空間盾網(wǎng)格撫結(jié)構(gòu)華非線挖性穩(wěn)永定分瀉析21角0-62Cin、Cjn—梁-柱踩單元的穩(wěn)定函膨數(shù);Cb2、Cb3—單元由碧于彎曲鄉(xiāng)豐變形引見起的軸引向應(yīng)變附。令Cin、Cjn可確跌定如夢下:當(dāng)n>儀0即桿件耍受壓時(shí)Ma搏r.私20忍16空間網(wǎng)總格結(jié)構(gòu)絨非線性難穩(wěn)定分排析210聾-63當(dāng)n<瓶0即桿件長受拉時(shí)當(dāng)n=0即桿件甘無軸惡力時(shí)Ma離r.批20次16空間網(wǎng)社格結(jié)構(gòu)饑非線性餅穩(wěn)定分華析210窮-64Cb2、Cb3可確態(tài)定如稻下:其中Ma名r.語20增16空間網(wǎng)枝格結(jié)構(gòu)好非線性蜂穩(wěn)定分優(yōu)析210凡-653)梁-案柱單攝元切爭線剛內(nèi)度矩懂陣隨動(dòng)繡坐標(biāo)社系下:單元內(nèi)力與澆變形的矩份陣形耗式為(全量生表達(dá)直式)其中Ma押r.茅20命16空間網(wǎng)音格結(jié)構(gòu)燙非線性陽穩(wěn)定分燃析21剛0-66M12MtM13M23Mtx2NNx11323L0-uuMtMtNNM221222x1x3L0-uuMar今.20遵16空間黃網(wǎng)格郊結(jié)構(gòu)布非線抹性穩(wěn)渠定分墓析210尤-67[C]為穩(wěn)定系序數(shù)矩陣Ma閃r.隙20佛16空間價(jià)網(wǎng)格丈結(jié)構(gòu)廢非線奴性穩(wěn)惑定分張析210押-68單元患內(nèi)力蓋與變侍形的催增量抄矩陣腥形式圓為(增量輩表達(dá)米式)[t]—斬—單元叛在局掃部隨山動(dòng)坐證標(biāo)系懇下的切線痕剛度際矩陣,其中(i,j=1,暈……畝,6遠(yuǎn))Ma全r.拜20括16空間艷網(wǎng)格欺結(jié)構(gòu)怒非線租性穩(wěn)算定分喉析21臥0-69Mar顛.20禮16空間網(wǎng)植格結(jié)構(gòu)宰非線性項(xiàng)穩(wěn)定分騰析21格0-70上式溝中Mar及.20窗16空間網(wǎng)似格結(jié)構(gòu)捐非線性從穩(wěn)定分醒析21坦0-71I為參鄰考慣姑性矩均為半對(duì)的導(dǎo)真數(shù)。Ma片r.雁20射16空間網(wǎng)牛格結(jié)構(gòu)免非線性元穩(wěn)定分牧析21困0-72局部坐繪標(biāo)系下:藍(lán)(內(nèi)力與閃位移的關(guān)屆系)局部進(jìn)坐標(biāo)胃系如圖凝所示掀。xzyjiXYZxyzF8F11F12F9F10F7F2F5F6F3F1F4局部笨坐標(biāo)浩系下塊內(nèi)力整體坐迷標(biāo)系下伏內(nèi)力Ma賴r.緞20羨16空間網(wǎng)鍬格結(jié)構(gòu)損非線性局穩(wěn)定分廚析210微-73單元懷內(nèi)力娘與位鎮(zhèn)移節(jié)點(diǎn)內(nèi)粉力節(jié)點(diǎn)策位移由幾何位關(guān)系、釘平衡關(guān)系,可求得招兩種蒙坐標(biāo)撤系下苗向量獲關(guān)系視為Mar拍.20唉16空間陷網(wǎng)格爆結(jié)構(gòu)爹非線肯性穩(wěn)林定分敏析21矛0-74[B]稱為靜害態(tài)矩陣檢。且Mar簽.20蠻16空間冰網(wǎng)格究結(jié)構(gòu)須非線練性穩(wěn)鞏定分蠢析21淺0-75節(jié)點(diǎn)勻力與范位移奮的增量關(guān)系其中Mar姻.20寨16空間網(wǎng)剩格結(jié)構(gòu)種非線性汪穩(wěn)定分書析21親0-76可得單元粒在局促部坐管標(biāo)系籃下的敵切線某剛度守矩陣爽為Mar如.20父16空間旱網(wǎng)格艦結(jié)構(gòu)重非線碧性穩(wěn)拆定分鏈析210該-77結(jié)構(gòu)整顯體坐標(biāo)鐵系下:節(jié)點(diǎn)逢位移節(jié)點(diǎn)鑼內(nèi)力與局糾部坐閘標(biāo)系撕下各棵向量驗(yàn)的關(guān)穿系Ma撕r.樓20激16空間草網(wǎng)格助結(jié)構(gòu)填非線任性穩(wěn)繳定分引析21貞0-78其中,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩薪陣[R]則單元在扎整體坐彈標(biāo)系下叛的切線向剛度矩詞陣為Ma蓄r.譜20時(shí)16空間嫂網(wǎng)格械結(jié)構(gòu)乎非線出性穩(wěn)廚定分盯析21鹽0-79或其中覺{P}i—外荷貍載節(jié)姨點(diǎn)力綁增量蠟向量{v}i—節(jié)點(diǎn)居位移德增量貫向量i—荷載增鴨量步j(luò)—第i荷載款增量賠步中干的第j迭代勁步4)節(jié)點(diǎn)薄位移揀的修饒正和辮坐標(biāo)往轉(zhuǎn)換暢矩陣結(jié)構(gòu)非衛(wèi)線性平神衡方程監(jiān)的增量照迭代方翼程為Ma肅r.擱20歪16空間營網(wǎng)格裝結(jié)構(gòu)切非線宴性穩(wěn)狡定分賀析21下0-80(1)節(jié)點(diǎn)位愧移的修結(jié)正——節(jié)點(diǎn)方(向)位(置)的修正在增量沈迭代求鳥解中,位移向炕量的“疊加”方法:用線性分崗析理論所求腿得的位移豆(包括線獲位移和撓轉(zhuǎn)角位移)屬于小位移,可以銜采用于疊加軍原理,直接進(jìn)助行代數(shù)吊疊加,即用非鄰線性普分析辛理論額所求炮得的大位條移,僅線位飼移可以死直接進(jìn)悟行代京數(shù)疊肆加,而轉(zhuǎn)角盞位移貪不屬串于矢徹量,則需稈要通扭過旋轉(zhuǎn)變換穿進(jìn)行修云正。Mar脂.20姓16空間賴網(wǎng)格脖結(jié)構(gòu)竄非線殺性穩(wěn)惠定分星析210尋-81節(jié)點(diǎn)的方(向)位(置):節(jié)點(diǎn)仔位移羅增量禍向量此{(lán)v}i的含物義:表示在翠第i次荷貴載增涉加后,節(jié)點(diǎn)方向和位置的變化血。既包設(shè)含位置的變化,也包埋含方向的變化跑。Mar概.20書16空間網(wǎng)蔽格結(jié)構(gòu)貢非線性睡穩(wěn)定分鍛析21千0-82(A)線位愧移的舅修正——確定呢節(jié)點(diǎn)(幾何應(yīng)中心)的空間位池置節(jié)點(diǎn)趙線位膽移即震節(jié)點(diǎn)幾何彎中心的平移,可直玻接采泳用疊準(zhǔn)加原理,即相應(yīng)素位移的叫代數(shù)和Mar促.20話16空間增網(wǎng)格貌結(jié)構(gòu)酸非線陡性穩(wěn)謝定分時(shí)析210護(hù)-83(B)大轉(zhuǎn)菌角位顫移的裳修正——確定節(jié)鮮點(diǎn)(體)的空間方瓦向節(jié)點(diǎn)的方向:如何啞描述—方向余胞弦?如何修學(xué)正—向量春旋轉(zhuǎn)欣變換?節(jié)點(diǎn)的堆方向可紀(jì)以用與派節(jié)點(diǎn)剛個(gè)性相連寸的三條譯互相垂借直的直線與似坐標(biāo)軸默的方向潑角或方姓向余弦弓來表示,這三條債直線的方向郵余弦殘構(gòu)成棋一個(gè)陳3硬×3妨的沿正交油矩陣,稱為節(jié)點(diǎn)定筋向矩陣,用[]表示。宗不失一慮般性,為方星便起激見,在節(jié)點(diǎn)停轉(zhuǎn)動(dòng)之墻前,可使論這三跪條直襖線與欲結(jié)構(gòu)允的坐拾標(biāo)軸拾平行,則有Mar威.20不16空間網(wǎng)遭格結(jié)構(gòu)德非線性幻玉穩(wěn)定分懇析210師-84節(jié)點(diǎn)定怠向矩陣先的旋轉(zhuǎn)變搭換:當(dāng)節(jié)點(diǎn)晶繞某瞬圈時(shí)軸旋街轉(zhuǎn)角度i時(shí),新的節(jié)點(diǎn)河定向矩陣為其中,孤[i]—第i次旋轉(zhuǎn)教時(shí)的旋礙轉(zhuǎn)變換拆矩陣根據(jù)第向量泥旋轉(zhuǎn)皮變換化的幾難何關(guān)活系可艱推得其中Ma咽r.付20主16空間網(wǎng)語格結(jié)構(gòu)筋非線性鐵穩(wěn)定分舉析210賴-85反之,當(dāng)定甜向矩泡陣已絕知時(shí),可求毫得節(jié)蘭點(diǎn)轉(zhuǎn)如動(dòng)的衡三個(gè)武角位移分捎量Ma吹r.丑20辦16空間攝網(wǎng)格辭結(jié)構(gòu)耐非線齒性穩(wěn)俊定分盜析210星-86(2駕)震坐標(biāo)悶轉(zhuǎn)換怠矩陣節(jié)點(diǎn)塑定向邁矩陣毅[],僅確定弦一個(gè)節(jié)怨點(diǎn)的方玩向,而一亮個(gè)桿件竟有兩五個(gè)端曠節(jié)點(diǎn),桿件灣的坐喊標(biāo)轉(zhuǎn)既換矩怕陣遭[r]需考慮站兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)勒的方向它變化和琴桿件的柄彎曲。單元書定向矩陣-坐標(biāo)轉(zhuǎn)椒換矩陣:令[pn]i、[pn]j分別獵表示綿單元ij與兩端怪節(jié)點(diǎn)i、予j相連的端截面旅的桿端截董面定向焦矩陣。桿端捎截面況定向斷矩陣與節(jié)點(diǎn)定慮向矩陣不同,它以僻單元端截面壘的法線華及截面續(xù)的兩條齒主慣性辟軸作為咳確定其蛾空間方位的饑定向且線。Mar貿(mào).20歌16空間普網(wǎng)格鬼結(jié)構(gòu)嫂非線鄙性穩(wěn)集定分很析210蔥-87單元桿牽端截面綁的方向Ma篇r.索20捎16空間掌網(wǎng)格噴結(jié)構(gòu)擺非線模性穩(wěn)謀定分第析210副-88桿端沈截面明定向桌矩陣[pn]i(i=劇i,j)的第一尸列為該伍單元端熱截面法線黑的方表向余鹿弦,其余兩歌列分別級(jí)為該截藍(lán)面兩條燃主慣性惹軸的方向余弦才。在結(jié)構(gòu)懇未變形然的初始天狀態(tài),單元的忍兩截面而定向矩缸陣相同,且為瞎該單秤元的術(shù)定向矩陣,即由于單鉤元桿端崗與相應(yīng)跑的節(jié)點(diǎn)搬剛性連捐接,在任條一變清形狀央態(tài)有Mar掏.20飾16空間網(wǎng)壯格結(jié)構(gòu)六非線性蛇穩(wěn)定分毀析21緊0-89需要注倆意:當(dāng)桿件成受力變耗形后,桿件端望截面法乓線通常左與桿件馳軸線不一致奔或不迎重合,不能僅住通過桿駐件軸線忌或某一環(huán)端截面殘的定向襖矩陣來體確定桿件扁的坐口標(biāo)轉(zhuǎn)去換矩歇陣[rn]。結(jié)構(gòu)在妙任一變彎形狀態(tài),單元芝定向明矩陣昌[rn]的第菜1列便{rn1},根據(jù)雨單元鹽兩端焦節(jié)點(diǎn)艘在該話狀態(tài)貢下的服坐標(biāo)灑來確違定,即l、m、n為單元澤在對(duì)應(yīng)癢變形態(tài)歪下桿軸閑弦線方導(dǎo)向余弦Mar朵.20盲16空間脈網(wǎng)格木結(jié)構(gòu)敬非線忘性穩(wěn)湊定分栽析21匯0-90[rn]的第折2列叫{rn2}和第3權(quán)列{rn3}的確定,需先計(jì)殖算桿單卸元的兩白個(gè)桿亮端截綁面相曾對(duì)于罪兩端敬節(jié)點(diǎn)蛇連線爐即弦搶線在效該狀繡態(tài)下悲的桿端轉(zhuǎn)角,即兩個(gè)橫端截面嚼主慣性娘軸相對(duì)沒于弦線稍的轉(zhuǎn)角障。然后,分別取窯兩個(gè)端敏截面主驗(yàn)慣性軸貝相對(duì)于鮮弦線轉(zhuǎn)脊角的平禿均值作罰為整個(gè)梁鄭柱單呀元截配面的闖轉(zhuǎn)角杏變形,由此平舍均轉(zhuǎn)角秤確定單年元的方印向,也即納確定杜[rn]的第參2列柴{rn2}和第孤3列掩{rn3}。最后形賽成單元皺坐標(biāo)轉(zhuǎn)久換矩陣石[rn]。Mar稿.20漫16空間網(wǎng)致格結(jié)構(gòu)姓非線性街穩(wěn)定分斥析210第-91由端倉截面泊定向慌矩陣螺[pn]i(i=i,j)與{r1n}之積,即可燥確定踐端截面與姜弦線區(qū)之間恐的角族度變疑化,從而剃得到切[rn]的第2煩列{rn2}和第牧3列{rn3}Ma姥r.失20蠟16空間競網(wǎng)格鏟結(jié)構(gòu)翁非線累性穩(wěn)拴定分的析210汗-92而單泄元的放扭角鹿為令Mar凝.20稿16空間箱網(wǎng)格掠結(jié)構(gòu)武非線馳性穩(wěn)飯定分繞析210慈-93經(jīng)推到愿可得,新的單元定錫向矩陣[rn]可表乏示為Ma吸r.涼20束16空間網(wǎng)隔格結(jié)構(gòu)咐非線性杰穩(wěn)定分滲析21旅0-942.3鳴.4非線性立方程組兼的求解禽方法1)偶邊界條爆件的引泉入結(jié)構(gòu)斥非線換性平普衡方戲程求鑄解前,邊界夠條件的引入律方法與網(wǎng)架軟結(jié)構(gòu)河求解送時(shí)相打同。Ma貍r.敢20遇16空間鳳網(wǎng)格揮結(jié)構(gòu)統(tǒng)非線鑄性穩(wěn)摘定分續(xù)析21鑒0-952)言非線性絡(luò)有限元庸增量平茂衡方程在靜膏力分周析中,在時(shí)膊刻t,任一幕非線躁性系吐統(tǒng)處茶于平碼衡狀震態(tài)時(shí),其內(nèi)全外力鈴應(yīng)保摩持平擇衡,即(全量方話程)其中首{R}t—外荷載告向量{F}t—內(nèi)力向逗量在t+t時(shí)刻,當(dāng)外荷居載增加(或有術(shù)殘余競力)時(shí),系統(tǒng)不遮平衡,則相習(xí)應(yīng)的增量莖平衡營方程應(yīng)為Ma爺r.滲20蛾16空間網(wǎng)猜格結(jié)構(gòu)佛非線性綠穩(wěn)定分銀析21罷0-96此時(shí),外荷嚴(yán)載增郊量為也可表宜示為殘飯余力或Ma捉r.佩20產(chǎn)16空間網(wǎng)絞格結(jié)構(gòu)希非線性閃穩(wěn)定分殘析210扇-97在靜力蜘非線性軋?jiān)隽康写蠼馍蛑?常以增猶量步i代替粉時(shí)刻t,則增量平柄衡方程為或?qū)τ趩螀?shù)比例加染載系統(tǒng),上式可品寫為式中漆{P0}—為參牧考荷繁載向桑量,是外荷欄載的模腳式向量i—為第i次荷刪載因森子Ma靈r.寬20眾16空間胖網(wǎng)格帥結(jié)構(gòu)特非線招性穩(wěn)望定分得析21收0-983)非線性掀平衡路第徑的跟制蹤方法計(jì)算均非線鄭性荷撫載-位移克曲線采上的結(jié)一系志列具錫體點(diǎn)城。(1)椒牛頓-拉夫揚(yáng)森(Ne援wt保on-Ra李ph夜so斷n)增量迭列代法網(wǎng)殼竄結(jié)構(gòu)稅非線乖性分較析方巧法為線性禽化增之量迭砍代法,非線性有限擺元法蘿中,增量迭饒代方程隙為第一炸次迭桐代(j=1股):或上次迭雅代結(jié)束報(bào)后的殘山余力Mar階.20聞16空間才網(wǎng)格酷結(jié)構(gòu)額非線蜓性穩(wěn)票定分舞析21紡0-99求殘余力:判斷平衡條村件:通常艦不滿足,第二次迭面代(j=2趁):判斷平就衡條件是否罪滿足?求殘余力:是否渣滿足?Ma跪r.羨20慰16空間瞧網(wǎng)格賭結(jié)構(gòu)齒非線姻性穩(wěn)盲定分境析210膛-10印0直到山滿足吊收斂濃條件帳。求殘余艦力:第j次迭怨代:判斷平寧衡條件:是否滿垮足?是收券斂判挎定閾擴(kuò)值,即門檻,常取10-3(彈性)。Mar摩.20擴(kuò)16空間網(wǎng)耳格結(jié)構(gòu)子非線性擾穩(wěn)定分謹(jǐn)析21憶0-101為第i荷載增摔量步的調(diào)荷載增等量;為第i荷載栗增量休步第j次迭成代時(shí)謹(jǐn)?shù)臍埣堄嗔ι蚁蛄?為第j次迭代掛得到的島節(jié)點(diǎn)位文移增量僻向量;[KT]i為第i次荷載壯增量步恩開始時(shí),也即第i-1次增付量步完成嫩時(shí)的勞結(jié)構(gòu)最總體小切線榜剛度漂矩陣環(huán)。其中i為第i次荷坦載增涉量步;j-1和j為在鎖第i荷載醫(yī)增量夏步中德的第j-1和j次迭代;Mar弄.20碧16空間網(wǎng)切格結(jié)構(gòu)留非線性諸穩(wěn)定分尼析210上-102若作用揪于結(jié)構(gòu)枯上的荷傷載為單參數(shù)礙比例荷載,則增量迭將代方程可改寫為(第i次荷薪載增句量步就內(nèi)的蕉迭代撥計(jì)算)式中凍{P0}嗚—為參滔考荷船載向慰量,是外荷騙載的模車式向量i—為第i增量步潛的荷載識(shí)因子增甲量平衡條逆件Mar浸.20觸16空間網(wǎng)來格結(jié)構(gòu)登非線性旺穩(wěn)定分啄析21自0-10區(qū)3修正償?shù)呐Ｃ垲D-拉夫涌森法虜?shù)膸拙趾我鈱W(xué)義迭代告方向Ma啦r.納20革16空間網(wǎng)扁格結(jié)構(gòu)陪非線性似穩(wěn)定分漿析210選-104牛頓-拉夫呢森的艙特點(diǎn)統(tǒng)與問隱題:a)每個(gè)予荷載滲增量狡步內(nèi),總荷執(zhí)載不所變;b)在極柏值點(diǎn)必[KT]奇異,迭代發(fā)羽散,計(jì)算膨中斷;c)無法煉求得么后屈晃曲平郊衡點(diǎn),即跟握蹤不及到曲突線的壤下降流段;d)平衡砌路徑寄(曲己線)錫非線括性程湖度愈瘦高(熟愈彎序曲),達(dá)到收僵斂精度所裙需要程的迭竿代次扯數(shù)愈棄多;e)=con耗st.的水卻平荷勾載線住與切月線磨[KT]愈棵接近垂冶直,迭代收斂恥愈快,即牛弓頓法榆適合陷于線晴性程浴度好茂的平制衡路嚷徑計(jì)算。Ma盲r.鄰20極16空間網(wǎng)龜格結(jié)構(gòu)乓非線性元穩(wěn)定分畢析210領(lǐng)-105(2脈)篩歷史維上曾服采用曠的方以法為了睡克服槍牛頓-拉夫森胸法不能草跨越極酬值點(diǎn)的堆缺點(diǎn),學(xué)者新們曾經(jīng)傻提出欄和應(yīng)糾用的杰方法:人工忠彈簧梨法爭—督在可策能奇卷異的逗自由板度方踐向事意先增態(tài)加彈矩簧,消除奇弦異。僅掏適用于筑簡單結(jié)唯構(gòu)。位移控鋤制法挪—在舟所有位都移分量辣中,找出攏某一監(jiān)單調(diào)漏增加日的主位移,作為辣控制棵迭代欣過程塵的參磨數(shù),也僅限于育主位盞移易貼定且店單調(diào)糧的情傍形。當(dāng)前較剛度石參數(shù)法(Cu荷rr釣en震t貪St繁if插fn百es壩s列pa厭ra權(quán)me笑te鑼r鎖me喚th虧od)醫(yī)—由Ber標(biāo)gon首先提量出,但仍不棋能有效饒控制增量迭濫代過臥程。Ma營r.距20吐16空間網(wǎng)益格結(jié)構(gòu)雞非線性喜穩(wěn)定分淡析21伴0-10錄6(3偏)抽增量蘋迭代綢的弧腿長控膀制法a)弧長法州的概念由牛頓宴法可誕知,=co派ns蠟t.的水平荷歷載線與切線搏[KT]榨愈接近垂拋直,迭代容收斂弓就愈金快。飯則可蛙設(shè)法蠶構(gòu)造刻一種液迭代煩方法,使迭代的前進(jìn)另方向和切供線[KT]盡注可能垂直,這樣也夠就是迭均代的前進(jìn)且方向蹈和曲魂線接班近垂成直,則迭遍代計(jì)楚算過出程既收斂墨速度快,又可跨越極克值點(diǎn)。迭代的前粘進(jìn)方狼向和慣曲線讀接近均垂直,也就是迭代騾的方進(jìn)向接近于名曲線岸的法道線方最向,如果狗將某港一迭刷代步云內(nèi)的藏曲線共段近似看作直線,以這凳段直犁線為少半徑,以上隙次迭目代收龜斂點(diǎn)他為圓鴨心,則這個(gè)圓弧相條對(duì)于計(jì)顏算曲線炎而言,就是貧要找旅的迭要代路蓋徑。Mar替.20棄16空間夾網(wǎng)格惹結(jié)構(gòu)臭非線孩性穩(wěn)呈定分牲析210歇-107迭代括方向—稱塌為迭代眾向量洪的方挖向迭代方椅向半徑Mar挪.20帝16空間倍網(wǎng)格枯結(jié)構(gòu)偽非線仔性穩(wěn)沾定分秋析Ma棗r.完20較16空間網(wǎng)端格結(jié)構(gòu)獄非線性欲穩(wěn)定分嶼析210斬-10鹿9上述鉗直線喝段即昏為半徑,可表太示為li—實(shí)裹際上是炮平衡路支徑曲線么上的一籠段弧長劣。由li來控制框迭代過并程的方賢法稱為弧長法。li的大小斤在一個(gè)臉荷載增極量步內(nèi)津的每次迭超代中可保持啞不變,當(dāng)li的大忌小在掉每個(gè)膊荷載鑒增量步內(nèi)恒保持皆不變竊時(shí),稱為等弧長捆法?；￠L法是一個(gè)怪在n+1維空識(shí)間中慮(n維位享移空紙間+拒1維閑荷載響空間嘉)進(jìn)行沒計(jì)算譜的方觀法,荷載i在計(jì)算綁過程中閘不再保飄持不變,而是隨著約縮慧束弧長li變化,計(jì)算種過程囑增加菌一個(gè)評(píng)弧長昂約束謝方程浸。Mar靜.20滴16空間此網(wǎng)格銳結(jié)構(gòu)瓜非線閥性穩(wěn)踩定分修析21孟0-110弧長法侵首先由Ri毀ks和Wem垃pne志r于7浪0年原代提譯出,后經(jīng)Cri休sfi寶eld和Ram注m等修瘡正,我國芬也有做很多領(lǐng)學(xué)者尸在此辱方面菊作了大桿量研知究工塔作?；￠L傳法是悉目前唱非線怪性路靈徑跟剪蹤分析析效幫果最涼好、交應(yīng)用鵝最廣的迭定代控制園方法。i為荷載柳步i的總荷握載增量;{v}i為荷載姜步i的總位約移向量震增量的。Ma悟r.熊20者16空間胸網(wǎng)格位結(jié)構(gòu)聞非線括性穩(wěn)糊定分祝析210佛-11碗1b)等弧長討法——3個(gè)基本床方程每個(gè)張荷載肥增量磁步(第i步)的線性影化增量購方程式去。在j=1的第1次迭叛代時(shí)(牛頓法)在j>1的后續(xù)崗迭代步(弧長竟法修嶄正)迭代約掉束方程焰為校正妨項(xiàng)殘余力覆項(xiàng)(1)(2弟)(3銳)Ma爽r.屢20鍬16空間略網(wǎng)格腳結(jié)構(gòu)嘴非線仇性穩(wěn)懇定分毅析210活-11宗2Mar脾.20坊16空間間網(wǎng)格臭結(jié)構(gòu)減非線章性穩(wěn)工定分蜻析21江0-113廣義弧綠長(增量)li令n+1維荷載-位移下空間廈向量沙{r}i為向量捆{r}i的意義冰為荷載肆增加i后,所得到的賭位移軋向量增量總為{v}i。則掉該空各間中妨的廣蛛義弧壟長為Mar悠.20豎16空間網(wǎng)船格結(jié)構(gòu)錦非線性耗穩(wěn)定分蛙析或210勁-11葛4通過在i前面增乏加一個(gè)堂參數(shù),可改變隸