国家自然科学基金(50778054)
- 作品数：15 被引量：164H指数：10
- 相关作者：范峰曹正罡沈世钊马会环孙瑛更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学中国电力工程顾问集团中南电力设计院北京市建筑设计研究院有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金黑龙江省博士后科研启动基金更多>>
- 相关领域：建筑科学更多>>
- 碗式半刚性节点网壳弹塑性稳定分析被引量：12
- 2010年
- 碗式节点(Socket-joint)具有一定的抗弯承载力,是一种典型的半刚性节点,也是一种新型的大跨空间结构节点形式.为能够较准确地得出碗式节点的弯矩-转角曲线,使用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟,研究了碗式节点的弯曲刚度特征,得到节点的弯矩-转角曲线.在此基础上,研究了40m的K8型半刚性节点的单层球面网壳的弹塑性稳定性能,分析了网壳在矢跨比,节点的弯曲刚度,网壳分频数等参数变化的情况下,网壳极限承载力的变化规律.通过参数分析,较为全面掌握了碗式半刚性节点单层球面网壳的稳定性能.
- 范峰马会环张洋沈世钊
- 关键词：半刚性节点数值模拟单层球面网壳极限承载力
- 大跨度四边支承单层柱面网壳的稳定性能被引量：3
- 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
- 网架网壳结构半刚性节点试验研究被引量：17
- 2010年
- 为研究网架与网壳等空间结构中常用的半刚性Socket节点在纯弯和压弯荷载作用下的受力性能,完成了3个Socket节点试件在纯弯荷载作用下的试验和6个Socket节点试件在不同比例的压弯荷载作用下的试验,并将节点在纯弯荷载和压弯荷载作用下节点的受弯承载能力进行了比较。在此基础上,提出了节点弯矩-转角曲线的简化模型。研究表明:Socket节点在纯弯荷载和压弯荷载作用下都表现出了较好的弯曲承载力和延性;节点在压弯荷载作用下的初始弯曲刚度和屈服弯矩要高于其在纯弯荷载作用下的初始弯曲刚度和屈服弯矩;节点的初始抗弯刚度随着压弯荷载比例的增大而增大;对于以Socket节点连接的空间结构,采用纯弯荷载作用下得到的节点抗弯刚度计算结构的承载力偏于保守。
- 马会环范峰柯嘉曹正罡
- 关键词：半刚性静力试验受弯承载力压弯荷载
- 半刚性型螺栓球节点单层K8型网壳弹塑性稳定分析被引量：21
- 2009年
- 螺栓球节点并不是理想的铰接节点,它具有一定的转动刚度,是介于铰接和刚接之间的一种半刚性节点。通过螺栓球节点的试验和在ANSYS中的数值模拟研究,分别得到螺栓球节点试验和数值模拟的弯矩-转角曲线,两种分析方法所得的弯矩-转角曲线吻合较好,表明所提出的数值模拟方法是模拟螺栓球节点受力性能的一种正确有效的方法。在此基础上,利用数值模拟所得的常用螺栓球节点的弯曲刚度,并考虑节点弯曲刚度、节点扭转刚度、跨度和矢跨比、节点域、荷载形式、杆件截面类型、支承条件、初始缺陷等参数对网壳极限承载力的影响,对K8型螺栓球节点的单层球面网壳进行了弹塑性全过程分析,较为全面地掌握了螺栓球节点单层球面网壳的稳定性能。
- 范峰马会环沈世钊
- 关键词：螺栓球节点半刚性节点单层球面网壳稳定性
- 考虑杆件失稳影响的网壳结构稳定性研究被引量：20
- 2012年
- 为了解和掌握杆件失稳对网壳稳定性的影响,指出判别网壳结构杆件失稳的关键问题并提出杆件失稳的判别方法。采用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序对已有网壳试验进行对比分析,得到模型结构的全过程响应、杆件失稳的判断结果和杆件失稳对结构的影响,分析结果符合已有试验结果。并以Kiewitt8型球面网壳为例,分析网壳结构杆件失稳特征及在网壳结构中的传播规律。同时,在考虑杆件稳定性的基础上,考察材料非线性、初始几何缺陷以及杆件挠曲二阶效应和挠曲失稳对杆件稳定性和网壳稳定性的影响规律。结果表明提出的方法可以有效地判断网壳结构杆件的稳定性,杆件失稳及其传播将直接影响结构稳定性。
- 范峰严佳川曹正罡
- 关键词：网壳杆件失稳初始几何缺陷弹塑性
- 杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能影响研究被引量：26
- 2012年
- 为研究杆件初弯曲对网壳结构弹塑性稳定性能的影响,采用多段梁法模拟杆件的初弯曲,通过ANSYS软件给出2种建模方法引入网壳结构的杆件初弯曲。根据杆件初弯曲的随机性介绍随机缺陷模态法,以Kiewitt-8型网壳为例解释随机缺陷模态法的模拟过程并考察杆件初弯曲方向角和幅值随机变量对网壳稳定性的影响,由此得到修正的一致缺陷模态法。基于上述方法,分析考虑杆件初弯曲的Kiewitt-6、Kiewitt-8和短程线型单层网壳的稳定性,定量给出杆件初弯曲对不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构承载力的影响。结果表明:对于不考虑节点偏差结构和考虑节点偏差结构,杆件初弯曲将明显降低结构承载力,并且能够改变结构的塑性发展程度,杆件初弯曲对单层网壳弹塑性稳定性能的影响不可忽略;修正的一致缺陷模态法能够有效评估考虑杆件初弯曲的网壳结构承载力的较小值。
- 严佳川范峰曹正罡
- 关键词：单层网壳有限元分析承载力
- 半刚性节点单层球面网壳的弹塑性稳定性分析被引量：28
- 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
- 半刚性螺栓球节点单层球面网壳受力性能研究被引量：16
- 2009年
- 螺栓球结点为一种典型的半刚性节点,它具有一定的转动刚度,这种半刚性节点的网壳也具有一定的抗弯承载力,利用常用螺栓球节点的弯曲刚度,考虑了几何和材料非线性,利用常用有限元软件ANSYS对K8型和K6型螺栓球节点的单层球面网壳进行了弹塑性全过程分析,该文考虑了节点弯曲刚度、节点扭转刚度、跨度和矢跨比、节点域、荷载形式、杆件截面类型、支承条件等参数对网壳极限承载力的影响,得到了影响半刚性节点网壳受力性能的主要因素,较为全面的获得了螺栓球节点单层球面网壳的稳定性能。最后,该文根据前面分析所得结果,拟合出了无缺陷状态下,半刚性球面网壳的极限承载力公式,为网壳设计提供了参考。
- 马会环范峰曹正罡沈世钊
- 关键词：螺栓球节点半刚性节点单层球面网壳弯曲刚度
- 半刚性节点单层球面网壳结构的抗震性能及其设计方法被引量：11
- 2010年
- 由单根或多根螺栓现场拼装而成的半刚性节点单层球面网壳逐渐受到工程设计人员及一些学者的关注。这种节点具有一定的弯曲刚度和扭转刚度,是介于刚接和铰接节点之间的一种半刚性节点。利用文献中的弯矩-转角曲线对凯威特型半刚性螺栓球节点单层球面网壳的抗震性能进行了较为系统的分析,包括其自振特性及杆件地震内力系数随矢跨比、跨度、屋面质量、杆件截面、地震动、节点弯曲刚度等参数的变化规律;通过大规模参数分析,采用基于包络响应的地震内力系数统计方法,给出凯威特型半刚性节点单层球面网壳考虑杆件弯矩影响的地震内力系数取值;提出基于地震内力调整系数的凯威特型半刚性节点单层球面网壳的实用抗震设计方法,可为工程设计提供参考。
- 范峰旺敏玲曹正罡沈世钊
- 关键词：半刚性节点单层球面网壳自振特性地震内力系数
- 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
