中国博士后科学基金(20070420876)
- 作品数：5 被引量：50H指数：4
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- 单层双曲椭圆抛物面网壳弹塑性稳定性能被引量：6
- 2009年
- 基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序，有计划地针对400余例单层双曲椭圆抛物面网壳结构进行双重非线性全过程分析，系统地考察了屈曲模态、塑性发展分布等特征响应，总结初始缺陷和荷载不对称分布以及考虑材料非线性等因素对网壳弹塑性稳定承载力的影响规律，对现有网壳规程中安全系数取值进行重新核定。结果表明：双曲扁网壳屈曲模态通常表现为局部结点的跳跃失稳，并主要发生在网壳角部支座或边缘跨中位置；有缺陷双曲扁网壳的极限承载力可按完整结构的74％取值，并且此类结构对于荷载不对称分布不敏感；同时建议双曲扁网壳稳定性验算中安全系数的取值应根据不同结构形式和几何参数确定，取值范围为4．67—5．16。
- 曹正罡孙瑛范峰沈世钊
- 关键词：单层椭圆抛物面网壳屈曲模态极限承载力弹塑性
- 大跨度四边支承单层柱面网壳的稳定性能被引量：4
- 2010年
- 为拓宽单层柱面网壳的应用跨度,以参数分析作为研究手段,利用通用有限元程序ANSYS以及自编的前后处理程序,针对波宽为20m四边支承柱面网壳开展400余例非线性全过程分析,考察屈曲模态、临界荷载、塑性发展分布等特征响应,总结长宽比、矢宽比、初始几何缺陷、荷载不对称分布等因素对网壳临界荷载的影响规律.研究结果显示:四边支承柱面网壳的直杆以受弯作用为主,壳面中部是结构的薄弱区域;当长宽比过大时,应通过增设加劲肋提高壳面刚度,加劲肋的间距应使得网壳长宽比保持在1.0为宜;柱面网壳对于初始几何缺陷较为敏感,当缺陷值达到波宽的1/300时,网壳的弹塑性临界荷载将降低30%以上;当荷载呈不对称分布且p/g=1.0时,网壳的临界荷载将降低到均布荷载作用情况下的86%～94%.
- 曹正罡范峰孙瑛王玉芹王伟
- 关键词：柱面网壳弹塑性屈曲模态临界荷载
- 半刚性节点单层球面网壳的弹塑性稳定性分析被引量：29
- 2009年
- 为了研究半刚性节点单层球面网壳的稳定性能,提出其适用的分析方法,利用大型有限元软件ANSYS建立螺栓球节点的实体模拟方法和半刚性节点单层球面网壳的数值模型.通过试验数据与数值分析结果的比较,证明方法的可行性,进而模拟工程中常用的螺栓球节点,求得其弯曲刚度,对30 m跨度的螺栓球节点单层球面网壳进行稳定性分析.结果表明:节点的弯曲刚度不同时,网壳的稳定性能及其失稳模态变化明显;节点的扭转刚度和节点域不同时,网壳的稳定性能基本没有变化;荷载分布不同时,网壳的稳定性能发生改变.节点的弯曲刚度和不同的荷载分布形式是影响单层半刚性球面网壳稳定性能的重要因素.
- 范峰曹正罡崔美艳
- 关键词：单层网壳半刚性节点失稳模态
- 纺锤形Tensairity结构基本力学性能研究被引量：6
- 2011年
- Tensairity结构体系在我国尚未应用。为掌握Tensairity的有限元分析方法和基本力学性能,利用ANSYS软件构建了纺锤形Tensairity结构的精细化有限元模型,实现了结构从初始态到受荷态的全过程分析。与国外学者开展的试验进行数值模拟,结果吻合较好。在此基础上,开展了集中荷载作用下,内气压、构件截面、膜材刚度等参数对Tensairity结构受力性能的影响规律研究。结果显示,Tensairity受力特点是通过上下弦构件间的轴向力偶来抵抗外荷载,实现了结构受力拉压分离的设计思想。提高初始内气压、增大上下弦构件截面和提高跨径比是增加结构整体刚度的有效手段;工程实践中应采取措施保证气肋与上下弦构件的有效连接,避免气肋侧向翻转而导致结构失效;同时应保证气肋的密闭性和内气压稳定性。
- 曹正罡张雄迪范峰孙瑛
- 关键词：张弦结构有限元
- 螺栓球节点试验及在单层网壳结构中的应用性被引量：9
- 2010年
- 为充分利用螺栓球节点的抗弯刚度,实现其在单层网壳结构中的应用,针对螺栓球节点开展力学试验研究,配合以精细化的有限元分析,获得节点的抗弯性能,并采用弯矩-转角关系来描述.利用ANSYS程序,采用弹簧单元模拟节点弯曲与扭转性能并将试验获得的弯矩-转角关系引入节点属性中,构建了螺栓球节点单层网壳的有限元模型.在此基础上系统开展了网壳结构的稳定性能研究.结果显示:采用螺栓球节点的网壳对于荷载不对称分布较为敏感,而且失稳过程中总伴随有节点的弯折效应;单层球面网壳的极限承载力最低可达到对应刚性节点网壳的32%,最高则超过98%,而单层柱面网壳则仅为10%,这表明此类节点可以应用在单层球面网壳中,但不宜在单层柱面网壳中采用.
- 曹正罡范峰马会环王伟
- 关键词：单层网壳螺栓球承载力
