文档介绍：摘要网壳结构具有重量轻,建造的结构跨度大,受力合理等优点,在大跨度结构中被广泛采用。但由于其材料利用率高,杆件截面小,稳定问题成为网壳设计特别是单层网壳设计的重点研究内容,稳定分析的正确与否对于正确把握网壳结构的安全性、经济性和保证足够的强度、刚度裕度是至关重要的。本文的主要工作是:对当前主流的结构非线性分析理论进行深入的研究,在理论的基础上,总结出一套适用于网壳结构稳定性的非线性有限元分析方法,并依照该分析方法自主研制了一套能分析多种网壳结构的分析软件B畚闹饕7秩龉ぷ鹘锥危豪砺圩急浮⒆芙岱治龇椒ń段,软件研制、调试阶段,分析算例阶段,三个阶段循序渐进又环环相扣。根据结构非线性有限元理论,包含几何非线性和材料非线性分析理论,在多种非线性分析技术的基础上,本文总结了适用于网壳结构的几何非线性和材料非线性分析方法,并综合二者提出了双重非线性分析方法。为了使分析方法软件化,采用空间梁单元对网壳构件进行模型模拟;推导了适用于弹性大位移分析的空间梁单元切线刚度矩阵和考虑材料非线性的弹塑性刚度矩阵;采用荷载增量法和—法对非线性方程进行增量迭代求解,。对于初始缺陷这一敏感因素,本文根据线性特征值屈曲分析理论的“第一阶屈曲模态”,或完善网壳结构的“非线性静力失稳模态”,可对网壳结构施加“一致初始缺陷”来模拟。采用,琌等编程语言,本文自主编制了网壳结构非线性稳定分析软件V饕S腥龉δ苣?椋夯贏平台采用7的交互式前处理模块,采用、旌媳喑炭7⒌募扑愫诵哪?椋墒踊蟠理模块。交互式前处理模块提供了精确F教ǎ現的强大计算功能又保证了分析速度,可视化后处理模块提供了包括变形图、杆件内力、杆件屈服信息、,这些都是进行大型网壳分析和实现软件使用价值的必备条件。最后本文使用砑缘ゲ阃型和短线程型蟹窍咝晕榷ǚ治觯单总结了两种网壳形式的受力特性;并与通用有限元软件的分析结果进行对比校对,通过此算例分析,证实了砑慕峁階、的结果吻合得很好,具备良好的计算精度,且易用性与计算速度都优于二者。软件对网壳结构失稳过程的荷载一位移曲线进行全程跟踪,根据曲线我们可以清楚地知道网壳结构失稳破坏前的强度、稳定性甚至于刚度的整个变化历程,这样我们就可以很直接地得到应用于网壳工程设计的临界荷载指导值。关键词:网壳稳定;几何非线性;双重非线性;梁元;荷载一位移曲线:非线性有限元摘要
琣琣华南理工大学硕士学位论文—琫...:.,,“眔瑆“”:,:琣琲,琩—,·瓵皃琤瑃
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学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书保密口,在一年解密后适用本授权书。华南理工大学取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密口。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭导师签名:
第一章绪论壳最早可追溯到年在德国建造的由斧穹顶之父”之称的施威德肋引言随着世界各地经济和建设事业的迅猛发展,人们越来越需要更大的覆盖空间来满足社会活动和生产劳动的需要,而且要求有最大的自由空间及最小内支撑相互干扰的结构。而一般的平面结构,如梁、钢架、桁架、拱、组合结构等,由于结构形式的限制,从技术经济方面讲已很难跨越更大的空间,来满足飞速发展的社会需求。人们通过实践发现,具有三维空间形状并且有三维受力特性、呈空问工作状态的空间结构,正好能满足大跨度建筑结构的要求。这是因为结构不仅仅依赖材料性能,而是更加充分利用自己合理的形体及不同材料特性。来适应不同建筑造型和功能的需要,从而可跨越更大空间。在实际工程中,空间结构煞治1】墙峁埂⑼芙峁埂⑼墙峁埂⒄郯褰构、悬索结构及膜结构以及由上述某两种或几种组成的组合结构。相对于平面结构,空间结构的特点是受力合理,刚度大,重量轻,造价低,结构形式新颖丰富、可以突出结构美而富有艺术表现力。因此,空间结构一经出现,就得到了较快的发展。近年来,计算机技术的出现和迅速发展为大跨度空间结构的发展创造了条件,各种空间结构广泛应用于大型集会场所、体育馆、影剧院、会堂、餐厅、展览馆、火车站、候机厅、机库及各行业的工业厂房中。空间结构对于现代建筑已产生重大影响,它不但被公认为社会文明