随机缺陷模态法在弦支穹顶稳定性计算中的应用 被引量：15

1

作者 郭佳民 董石麟 袁行飞 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期178-183,共6页

初始几何缺陷对弦支穹顶的稳定性能有较大的影响。在结构整体稳定性计算中,利用随机缺陷模态法为结构施加合理的初始几何缺陷是该文的主要研究目的。首先采用一致缺陷模态法,在不同初始几何缺陷下,对肋环2型弦支穹顶结构进行稳定性能分... 初始几何缺陷对弦支穹顶的稳定性能有较大的影响。在结构整体稳定性计算中,利用随机缺陷模态法为结构施加合理的初始几何缺陷是该文的主要研究目的。首先采用一致缺陷模态法,在不同初始几何缺陷下,对肋环2型弦支穹顶结构进行稳定性能分析,然后讨论随机缺陷模态中方差的取值方法,并利用该方法对肋环2型弦支穹顶结构进行了210种不同初始几何缺陷下的稳定性能分析,两种分析方法所施加缺陷的最大值均为结构跨度的1/300。分析结果表明:结构的初始几何缺陷对结构的稳定性能影响较大,考虑初始几何缺陷后结构稳定性能为完善结构的50%左右,且采用一致缺陷模态法时也需通过考虑不同缺陷分布形式的多次计算才能合理评估结构的稳定性能,建议在跨度较大、较为复杂的结构中采用随机模态法来考虑初始几何缺陷对结构稳定性能的影响。 展开更多

关键词 弦支穹顶 初始几何缺陷 随机缺陷模态 稳定 6西格玛

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单层网壳结构稳定分析中初始几何缺陷最大值的研究 被引量：34

2

作者 蔡健 贺盛 +2 位作者 姜正荣 张郁林 刘齐齐 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期86-92,共7页

初始几何缺陷的分布模式与大小对单层网壳的稳定性有较大影响。采用随机缺陷模态法,对K8型单层网壳进行了1 200例模型结构的弹塑性荷载-位移全过程分析。综合考虑结构的受力状态、初始几何缺陷对结构稳定的影响程度以及实际施工情况等因... 初始几何缺陷的分布模式与大小对单层网壳的稳定性有较大影响。采用随机缺陷模态法,对K8型单层网壳进行了1 200例模型结构的弹塑性荷载-位移全过程分析。综合考虑结构的受力状态、初始几何缺陷对结构稳定的影响程度以及实际施工情况等因素,提出了初始几何缺陷最大值的合理取值。研究表明:随着初始几何缺陷最大值的不断增加,单层网壳结构受力状态由以薄膜内力为主逐渐向以弯曲内力为主转变,当初始几何缺陷最大值增大至跨度的1/300时,结构的受力状态不再以薄膜内力为主;若以轴向应力为主杆件的弯轴应力比统计均值不大于0.25,且其所占有效杆件的百分比统计均值不少于70%时,可认为结构的受力状态是以薄膜内力为主;当缺陷影响系数取0.5时,初始几何缺陷对结构稳定性能的影响显著;初始几何缺陷最大值取跨度的1/500较为合理。 展开更多

关键词 单层网壳 初始几何缺陷 薄膜内力 随机缺陷模态法 缺陷影响系数 结构稳定性

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单层网壳结构稳定性分析方法研究 被引量：32

3

作者 蔡健 贺盛 +2 位作者 姜正荣 刘齐齐 张郁林 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期103-110,共8页

为了准确地分析具有初始几何缺陷的单层网壳结构整体稳定性,运用随机缺陷模态法、一致缺陷模态法和N阶特征缺陷模态法,对4个不同矢跨比的K8型单层网壳进行了近1300例弹塑性荷载-位移全过程分析,探讨不同分析方法的合理性和可行性。研究... 为了准确地分析具有初始几何缺陷的单层网壳结构整体稳定性,运用随机缺陷模态法、一致缺陷模态法和N阶特征缺陷模态法,对4个不同矢跨比的K8型单层网壳进行了近1300例弹塑性荷载-位移全过程分析,探讨不同分析方法的合理性和可行性。研究表明:随机缺陷模态法能较为科学地评估初始几何缺陷对结构稳定性的影响,但计算量较大;对稳定承载力系数样本进行统计特性分析时,空间样本数量n不应小于100;运用随机缺陷模态法确定网壳结构最终的稳定承载力系数时,建议采用"3σ"原则;采用最低阶屈曲模态模拟初始几何缺陷分布,求得的稳定承载力并非最不利,其保证率得不到有效保证;N阶特征缺陷模态法能够通过较少的计算量,得到满足"3σ"原则要求的稳定承载力,并能较为合理、安全地评估网壳结构的稳定性能;在运用N阶特征缺陷模态法时,建议N=20。 展开更多

关键词 单层网壳 稳定性 初始几何缺陷 随机缺陷模态法 一致缺陷模态法 N阶特征缺陷模态法

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单层网壳结构稳定性分析的随机缺陷模态迭加法 被引量：17

4

作者 刘慧娟 罗永峰 +1 位作者 杨绿峰 张伟 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1294-1299,共6页

根据几何非线性有限元理论,结合单层网壳结构的随机缺陷概率模型,提出了基于Timeshenko梁理论的网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.推导建立空间Timeshenko梁单元的几何非线性切线刚度矩阵方程,在特征值屈曲分析基础上,建立结构缺陷模... 根据几何非线性有限元理论,结合单层网壳结构的随机缺陷概率模型,提出了基于Timeshenko梁理论的网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.推导建立空间Timeshenko梁单元的几何非线性切线刚度矩阵方程,在特征值屈曲分析基础上,建立结构缺陷模态参与系数的概率模型,采用Monte Carlo法对具有随机缺陷的结构进行稳定承载力分析,进而提出了单层网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.算例分析表明,该法克服了已有传统方法随机变量过多的局限,可精确识别出结构失稳的最不利缺陷模式,获得最不利缺陷分布下的稳定承载力,并可对结构屈曲的全过程进行跟踪分析,具有良好的计算精度和计算效率. 展开更多

关键词 单层网壳结构 随机缺陷模态迭加法 最不利缺陷模式 稳定承载力 Timeshenko梁理论

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单层网壳结构非线性稳定的随机缺陷模态法研究 被引量：14

5

作者 魏德敏 涂家明 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期83-89,共7页

采用随机缺陷模态法对凯威特–联方型单层网壳进行非线性稳定分析,研究了随机缺陷空间样本数量、矢跨比等因素对网壳结构稳定极限荷载的影响,并将随机缺陷模态法计算结果与一致缺陷模态法计算结果进行了对比.结果表明:采用概率统计方法... 采用随机缺陷模态法对凯威特–联方型单层网壳进行非线性稳定分析,研究了随机缺陷空间样本数量、矢跨比等因素对网壳结构稳定极限荷载的影响,并将随机缺陷模态法计算结果与一致缺陷模态法计算结果进行了对比.结果表明:采用概率统计方法对该网壳进行稳定分析时,随机缺陷样本数量应不小于90;对于矢跨比较大的单层网壳结构,采用一致缺陷模态法计算稳定临界荷载的概率可靠度较低,需要采用随机缺陷模态法加以验证;当网壳结构的矢跨比小于1/6时,两种初始缺陷分布方法计算出的稳定承载力较为接近. 展开更多

关键词 单层网壳 随机缺陷模态法 一致缺陷模态法 非线性分析 矢跨比 稳定极限荷载

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考虑初始缺陷的扣件式钢管模板支架极限承载力研究 被引量：9

6

作者 王兵 胡长明 +1 位作者 葛召深 谭纪波 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2012年第6期792-798,共7页

以扣件式钢管模板支架整体稳定性试验模型为计算模型,结合材性试验和节点半刚性试验,在有限元软件ANSYS中建立了具有材料多线性随动强化和节点半刚性的整架模型.以实测缺陷为依据,对架体进行一致缺陷模态法和随机缺陷模态法的缺陷非线... 以扣件式钢管模板支架整体稳定性试验模型为计算模型,结合材性试验和节点半刚性试验,在有限元软件ANSYS中建立了具有材料多线性随动强化和节点半刚性的整架模型.以实测缺陷为依据,对架体进行一致缺陷模态法和随机缺陷模态法的缺陷非线性稳定分析,结果证明了该有限元模型的正确性和一致缺陷模态法在分析扣件式钢管模板支架结构时的可行性,并指出扣件式钢管模板支架结构应属于缺陷敏感结构.通过对结构试验、一致缺陷模态法和随机缺陷模态法计算的结构失稳模态和荷载位移曲线的对比研究,验证了扣件式钢管模板支架结构的脆性失稳破坏特征,并得出了一些有意义的结论. 展开更多

关键词 扣件式钢管模板支架 初始缺陷 一致缺陷模态法 随机缺陷模态法

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控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法 被引量：1

7

作者 李春华 贺盛 熊安平 《工业建筑》 北大核心 2023年第11期175-179,共5页

为了准确快速地分析带有初始几何缺陷的单层网壳结构静力稳定性,通过分析特征缺陷模态法和随机缺陷模态法的初始几何缺陷值,并对1/4、1/5、1/6和1/7矢跨比的K8凯威特单层网壳结构进行线性屈曲分析,发现特征缺陷模态法的竖向几何缺陷值... 为了准确快速地分析带有初始几何缺陷的单层网壳结构静力稳定性,通过分析特征缺陷模态法和随机缺陷模态法的初始几何缺陷值,并对1/4、1/5、1/6和1/7矢跨比的K8凯威特单层网壳结构进行线性屈曲分析,发现特征缺陷模态法的竖向几何缺陷值小于随机缺陷模态法,在矢跨比较大时会更明显,进而分析了特征缺陷模态法在矢跨比较大时可靠度较低的原因,提出控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法。运用所提出的方法和N阶特征缺陷模态法对网壳结构进行了弹塑性荷载-位移全过程分析。结果表明,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法与N阶特征缺陷模态法的计算结果接近,误差在工程允许的5%以内,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法较N阶特征缺陷模态法可以更安全地评估网壳结构的稳定性能。 展开更多

关键词 单层网壳 初始几何缺陷 稳定性 一致缺陷模态法 随机缺陷模态法 特征缺陷模态法

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K8-联方单层网壳的静力稳定性分析 被引量：1

8

作者 郭远翔 李天程 黄慧隆 《钢结构》 北大核心 2017年第1期64-68,共5页

基于大型通用有限元分析软件ANSYS/APDL的PDS模块以及自编的前后处理程序,对K8-联方混合型单层球面网壳进行静力稳定性研究,通过对9 300个算例的计算、统计和分析,研究矢跨比、频数比以及初始缺陷等参数对网壳稳定承载能力的影响,并在... 基于大型通用有限元分析软件ANSYS/APDL的PDS模块以及自编的前后处理程序,对K8-联方混合型单层球面网壳进行静力稳定性研究,通过对9 300个算例的计算、统计和分析,研究矢跨比、频数比以及初始缺陷等参数对网壳稳定承载能力的影响,并在统计分析的基础上提出适当的初始缺陷值以及具有较高保证率的N阶缺陷模态法。 展开更多

关键词 K8-联方单层网壳 随机缺陷模态法 矢跨比 频数比 初始几何缺陷 N阶缺陷模态法

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大跨度椭圆抛物面弦支穹顶结构的缺陷敏感区域分析 被引量：1

9

作者 姜正荣 石开荣 +2 位作者 刘红亮 蔡健 罗斌 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期112-119,共8页

厚街体育馆钢屋盖采用大跨度椭圆抛物面弦支穹顶结构,支座间净跨110m×80m,上部单层网壳矢高9.4 m.分别以此结构与相应的单层网壳为分析对象,采用改进的随机缺陷模态法,对两类结构的缺陷敏感区域进行对比研究.在此基础上,进一步探... 厚街体育馆钢屋盖采用大跨度椭圆抛物面弦支穹顶结构,支座间净跨110m×80m,上部单层网壳矢高9.4 m.分别以此结构与相应的单层网壳为分析对象,采用改进的随机缺陷模态法,对两类结构的缺陷敏感区域进行对比研究.在此基础上,进一步探讨局部拓扑形式改变及活载半跨分布对弦支穹顶结构缺陷敏感区域的影响.研究表明:弦支穹顶结构的缺陷敏感区域位于上部单层网壳;弦支穹顶与相应单层网壳的缺陷敏感区域有较大差异,下部索杆体系的引入明显改善了上部单层网壳的缺陷敏感性;局部拓扑形式的改变,可有效降低结构的缺陷敏感程度;活载的半跨分布对传统拓扑形式弦支穹顶结构缺陷敏感区域的影响并不大,但对于该结构上部单层网壳中心区域的影响较为显著. 展开更多

关键词 弦支穹顶 单层网壳 稳定性 随机缺陷模态法 缺陷敏感区域

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大矢跨比异形单层球壳结构的缺陷稳定性分析

10

作者 姜正荣 邱俊明 +4 位作者 石开荣 魏德敏 邓智文 钟宝泉 万金屏 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2022年第11期10-16,共7页

清远科技馆大矢跨比异形单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以该结构为对象,分别采用一致缺陷模态法和随机缺陷模态法,探讨不同初始几何缺陷引... 清远科技馆大矢跨比异形单层球壳,采用肋环型网格形式,跨度24.6m,矢高19.05m,具有矢跨比大、网格布置稀疏、洞口较大、周边外侧与环形框架相连等特点。以该结构为对象,分别采用一致缺陷模态法和随机缺陷模态法,探讨不同初始几何缺陷引入方式对结构稳定承载力的影响。在此基础上,以弯轴应力比为指标,考察结构的受力状态。结果表明:结构对初始几何缺陷不敏感;初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时,求得的稳定承载力系数并非最小,但其保证率满足“3σ”原则的要求;与常规单层网壳结构不同,该结构的受力状态以弯曲内力为主。 展开更多

关键词 单层球壳 初始几何缺陷 一致缺陷模态法 随机缺陷模态法 受力状态

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立杆初弯曲对满堂支撑架稳定承载力的影响

11

作者 袁雪霞 伍卫秀 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期1659-1666,共8页

为研究立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响,采用随机缺陷模态法引入立杆的初弯曲。以某一扣件式满堂支撑架为例,考察立杆初弯曲方向角和幅值随机变量对满堂扣件式钢管支撑架的影响,进而提出基于拉丁超立方抽样的改进随... 为研究立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响,采用随机缺陷模态法引入立杆的初弯曲。以某一扣件式满堂支撑架为例,考察立杆初弯曲方向角和幅值随机变量对满堂扣件式钢管支撑架的影响,进而提出基于拉丁超立方抽样的改进随机缺陷模态法。采用上述方法,分别分析了不同缺陷最大幅值、样本数量和直角扣件抗扭刚度情况下,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响。结果表明:随着缺陷最大幅值的增大,立杆初弯曲将更为显著地降低结构的承载力,立杆的初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响不可忽略;采用拉丁超立方法对满堂支撑架进行稳定分析时,样本数量应不少于立杆根数的两倍;直角扣件抗扭刚度越大,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架的影响更为显著。 展开更多

关键词 满堂扣件式钢管支撑架 立杆初弯曲 随机缺陷模态法 拉丁超立方抽样 稳定承载力

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