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单层球面网壳结构的稳定理论及非线性分析方法

作　者: 张春丽
导　师: 李正良
学　校: 重庆大学
专　业: 固体力学
关键词: 单层球面网壳稳定性屈曲极限荷载不对称荷载初始缺陷
分类号: TU399
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 455次
引　用: 17次
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内容摘要

空间网壳结构是以三维形体及三维受力为主要特征的结构型式，它的特点是受力合理，刚度大，重量轻，造价低，结构形式新颖丰富，生动活泼，可以突出结构美且富有艺术表现力，国内外应用非常广泛。随着建筑材料、计算机技术和结构理论的进步，网壳结构总的发展趋势是：跨度越来越大，所用材料越来越经济。网壳结构的稳定问题也因此成为设计中的关键问题。只有在结构的荷载—位移非线性全过程分析中才能准确把握网壳的稳定承载力。因此，本文从结构的非线性全过程分析入手，对单层联方球面网壳的承载力进行了深入、系统的研究。本文利用结构分析软件ANSYS，对不同跨度、不同矢跨比及不同截面的单层球面网壳结构进行了非线性全过程稳定分析。通过变化不同的参数，考虑了对称荷载、不对称荷载和初始缺陷等因素对网壳稳定承载力的影响，对所得结果进行统计、分析和归纳，发现许多规律，最后拟合出单层联方网壳稳定设计的实用公式，对工程设计有一定的指导意义。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 选题的背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8
  1.3 结构稳定分析简史  8-9
  1.4 本文的研究目的及方法  9-10
  1.5 本文的主要工作  10-12
2 单层球面网壳结构的稳定性分析  12-31
  2.1 失稳现象  12-13
  2.2 几何非线性的有限元法及T.L.一般式  13-15
  2.3 缺陷引起的等效结点初内力  15-16
  2.4 空间梁单元及其几何非线性切线刚度矩阵  16-20
  2.5 球面弧长法  20-24
  2.6 临界点的判别准则  24-26
  2.7 分枝路径的跟踪-扰动荷载法  26-28
  2.8 有缺陷网壳结构的稳定性分析  28-31
    2.8.1 随机缺陷模态法  28-29
    2.8.2 一致缺陷模态法  29-31
3 单层球面网壳荷载-位移全过程分析  31-50
  3.1 球面网壳简介  31-32
  3.2 单层球面网壳的参数分析  32-34
    3.2.1 网格形式  32
    3.2.2 跨度和矢跨比  32-33
    3.2.3 杆件截面  33-34
    3.2.4 材料的有关参数  34
    3.2.5 荷载参数的选择  34
    3.2.6 初始缺陷  34
    3.2.7 支承条件  34
  3.3 荷载-位移全过程曲线、极限荷载和屈曲模态  34-38
    3.3.1 网壳在满跨均布荷载下的全过程曲线  35-36
    3.3.2 对极限荷载的参数分析  36-37
    3.3.3 网壳在满跨均布荷载下的屈曲模态  37-38
  3.4 不对称荷载分布p／g的影响  38-44
    3.4.1 网壳在不对称荷载下的全过程曲线  38-40
    3.4.2 不对称荷载分布对单层球面网壳稳定性的影响  40-44
  3.5 初始缺陷的影响  44-50
    3.5.1 网壳有初始缺陷时的全过程曲线  44-46
    3.5.2 初始缺陷对单层球面网壳稳定性的影响  46-50
4 单层球面网壳稳定承载力拟合公式  50-61
  4.1 单层球面网壳等效刚度的计算  50-51
  4.2 回归分析的概念  51-56
  4.3 拟合公式的形式  56-57
  4.4 拟合公式的确定  57-60
    4.4.1 理想网壳的拟合公式  57-58
    4.4.2 考虑各种因素的网壳的拟合公式  58-60
  4.5 在设计中应用上述回归公式时尚需注意的几个问题  60-61
5 结论与展望  61-64
  5.1 论文的主要结论  61-62
  5.2 拟进一步开展的工作  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

单层球面网壳结构的稳定理论及非线性分析方法

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