網(wǎng)殼的計算與設計

210-1第二章網(wǎng)殼的計算與設計Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-2§2.1荷載和作用

2.1.1荷載和作用的類型1)永久荷載

(1)網(wǎng)架自重

雙層網(wǎng)架:qok=L2

/200

qok

—估算自重(kN/m2)

qw—除自重外的屋(樓)面荷載標準值(kN/m2)

L2

—網(wǎng)架短向跨度(m)

—桿件形式調(diào)整系數(shù),鋼管=1.0

型鋼=1.1~1.2Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-3上式適用范圍:周邊支承,雙層網(wǎng)架

三層網(wǎng)架:

qok=L2

/a

qok

—估算自重(kN/m2)

qw—除自重外的屋(樓)面荷載標準值(kN/m2)

L2

—網(wǎng)架短向跨度(m)

a—調(diào)整系數(shù),鋼管a=130~140網(wǎng)架節(jié)點重量:占網(wǎng)架總重的20%~25%。

螺栓球網(wǎng)架節(jié)點重量大,

焊接球節(jié)點相對較輕。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-4(2)

屋面重

包括屋面板、檁條、吊重(管道、燈、設備、吊頂?shù)?

屋面板:混凝土板1.0~1.5kN/m2彩鋼板0.11~0.2

kN/m2

檁條(輕屋面):0.07kN/m2Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-52)可變荷載

(1)

屋(樓)面活荷載按荷載規(guī)范確定。不上人屋面:常取ql=0.5

kN/m2

(2)

積雪荷載按荷載規(guī)范確定:

Sk=rSo

Sk—雪荷載標準值(kN/m2)

r—屋面積雪分布系數(shù)So

—基本雪壓(kN/m2)

積雪荷載要注意不對稱積雪,或半邊有半邊無。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-6球面網(wǎng)殼屋頂或穹頂,規(guī)范尚無準確積雪系數(shù),課本中建議,參照規(guī)范中拱型屋頂取值,具體為:均勻積雪—角度大于50o不積雪單跨

0.4r0.8Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-7多跨屋蓋Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-8非均勻積雪—角度大于50o不積雪r=2~3積雪荷載不與活荷載同時考慮。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-9(3)

風荷載按荷載規(guī)范確定:

wk=zr

szwo

wk—風荷載標準值(kN/m2)

z—風振系數(shù)

r—重現(xiàn)期系數(shù)——老規(guī)范采用,新規(guī)范已取消s—風荷載體型系數(shù)z—風壓高度變化系數(shù)wo

—基本風壓(kN/m2)

風荷載分項系數(shù):

G=1.4通常大型結(jié)構(gòu)應進行風洞試驗;較柔結(jié)構(gòu)應注意風振。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-10

風荷載計算應注意的幾個問題:

a.側(cè)向風壓當結(jié)構(gòu)高度較大時應考慮

b.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)懸挑部分應考慮風過敏反應Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-11(4)

積灰荷載按荷載規(guī)范確定特別注意冶煉廠、煤礦

(5)

吊車荷載軟鉤和硬鉤吊車工作制:A1~A9Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-123)作用

(1)

溫度變化(t)

t=當?shù)貥O端溫度(tmax或tmin)-結(jié)構(gòu)安裝時溫度(tw);小跨度網(wǎng)架,當t

30oC

時,可通過構(gòu)造保證,不需要計算。

(2)

地震作用按設計規(guī)范確定:

7度設防—不考慮地震作用

8度設防—僅考慮豎向地震作用9度設防—同時考慮豎向和水平地震作用Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-13(3)

支座沉降與強迫就位

支座沉降:常為土建施工誤差所致,

超靜定引起自應力

強迫就位:制作和安裝誤差所致(構(gòu)件尺寸、支座位置)

超靜定引起自應力

Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-142.1.2荷載組合1）使用過程設計驗算—桿件強度、穩(wěn)定;節(jié)點強度、穩(wěn)定;結(jié)構(gòu)變形、整體穩(wěn)定2）施工過程

施工驗算:施工過程模擬與數(shù)值分析驗算構(gòu)件在吊裝過程中的強度、穩(wěn)定性;已安裝部分桿件強度、穩(wěn)定;已安裝部分結(jié)構(gòu)變形、整體穩(wěn)定;

施工系統(tǒng)(包括臨時支撐)整體驗算。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-15§2.2

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型

2.2.1層數(shù)單層比雙層用鋼量少;當跨度較大時,單層受整體穩(wěn)定控制,反而雙層省鋼;通常,單層球面網(wǎng)殼跨度:

l80mm;單層柱面網(wǎng)殼跨度:兩端支承

l40mm;縱向直邊緣支承l(wèi)30mm;單層雙曲拋物面網(wǎng)殼:

l60mm;單層橢圓拋物面網(wǎng)殼:

l50mm。

同時,應注意網(wǎng)格形式,三角形網(wǎng)格面內(nèi)剛度大,四邊形網(wǎng)格面內(nèi)剛度小。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-16

2.2.3網(wǎng)格尺寸s(或a)對結(jié)構(gòu)撓度影響不大,但對桿件截面影響大;網(wǎng)格尺寸大,節(jié)點少,桿件少,省鋼,但壓桿長;網(wǎng)格尺寸小,節(jié)點多,桿件多,費鋼,費工;網(wǎng)格尺寸a應與網(wǎng)殼高度h協(xié)調(diào),使腹桿夾角合理,通常,

=40o~55o,

當l50m,a=1.5~3.0m,

當l>

50m,a=2.0~4.0m

曲面內(nèi)角度?-兩向網(wǎng)格尺寸協(xié)調(diào)

2.2.2荷載條件

非對稱荷載,單層網(wǎng)殼易失穩(wěn),宜用雙層網(wǎng)殼。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-17

2.2.4網(wǎng)殼厚度h(雙層網(wǎng)殼)——厚、薄?h影響結(jié)構(gòu)剛度(撓度)和用鋼量;當h小到某臨界厚度以下時,應驗算網(wǎng)殼的整體穩(wěn)定,注意規(guī)范的具體規(guī)定;設計時,應熟悉最新規(guī)范。需要驗算整體穩(wěn)定的雙層網(wǎng)殼:雙層球面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/60

(或厚徑比h/D<1/60);雙層圓柱面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50;雙層雙曲拋物面網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50;雙層橢圓拋物面(或橢球)網(wǎng)殼:厚跨比h/L<1/50。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-18

2.2.5網(wǎng)殼的矢跨比f/l

f/l的大小影響網(wǎng)殼表面積,即影響結(jié)構(gòu)的耗能;

f/l大,網(wǎng)殼表面積大,結(jié)構(gòu)的耗能大,支座推力小;f/l小,網(wǎng)殼表面積小,結(jié)構(gòu)的耗能小,支座推力大。

通常,

f/l

推薦值:球面網(wǎng)殼—1/5~1/2;

雙曲扁網(wǎng)殼—1/10~1/6;

柱面網(wǎng)殼—1/6~1/3;單塊扭網(wǎng)殼—

1/4~1/2

。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-19§2.3網(wǎng)殼的設計計算

2.3.1網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點與分析方法1)受力特點與穩(wěn)定性特征

(1)網(wǎng)殼與網(wǎng)架的區(qū)別網(wǎng)架—整體形狀類似于平板,在橫向荷載下受彎為主,沒有整體穩(wěn)定問題;網(wǎng)殼—整體形狀類似于薄殼,在橫向荷載下以面內(nèi)薄膜受力為主,存在整體穩(wěn)定或局部穩(wěn)定問題。這里所謂的整體穩(wěn)定,是結(jié)構(gòu)意義上的,而不是桿件意義上的。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210-20(2)網(wǎng)殼的受力特點網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種空間曲面桿系結(jié)構(gòu),同時具有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的特征。

桿件-直線型桿?;節(jié)點-位于設計曲面上?桿件的屈曲可用歐拉壓桿屈曲的概念來描述,而網(wǎng)殼的整體屈曲乃至屈曲后性能及缺陷敏感性,需應用(類似于薄殼的)非線性穩(wěn)定理論來描述。

缺陷敏感性:如何描述?屈曲性態(tài)的變化;整體穩(wěn)定臨界荷載的變化。Mar.2016空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析210扁-21缺陷敏震感性結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)漢的穩(wěn)甲定承辭載能逐力因川缺陷糖存在灑而顯儉著甚只至大次幅降故低。一般來偵講,桿件主要以駛彎曲形刺式承載染的結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性態(tài)對宇缺陷不敏感;桿件主要以營軸力方斃式承載海的結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定蔬性是腎缺陷饑敏感擋的。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),通常主要以雷桿件的勉軸力方鋼式傳力依或稱載,因而,網(wǎng)殼準通常怠是缺陷蓮敏感去性結(jié)構(gòu),特別研是單資層網(wǎng)井殼。Ma券r.岸20污16按無矩勸理論方盒法設計的薄殼組、網(wǎng)殼抱結(jié)構(gòu),——缺陷傍敏感?空間網(wǎng)繼格結(jié)構(gòu)聾非線性興穩(wěn)定分漢析21養(yǎng)0-22(3)網(wǎng)殼形(狀)體(系)與整體庫穩(wěn)定歇性態(tài)長的關(guān)摩系A.曲面形蓮狀與整肚體穩(wěn)定怕性的關(guān)系負高斯極曲率曲面(反向曲肉面)網(wǎng)殼的河整體穩(wěn)秧定性最懼好;正高奔斯曲晌率曲面(同向曲榮面)網(wǎng)殼濱次之;零高搬斯曲爬率曲面(單向曲涼面)網(wǎng)殼整鳳體穩(wěn)定扔性相對灑最差。Ma嚴r.懇20健16空間慮網(wǎng)格障結(jié)構(gòu)拐非線戚性穩(wěn)炸定分鞏析210碰-23周邊支雁承網(wǎng)殼初結(jié)構(gòu):雙向曲書面網(wǎng)殼,由于結(jié)構(gòu)曲端面的不可展性,相對于惡單向曲面網(wǎng)玻殼具有如更高的棉整體穩(wěn)溉定承載能日力;負高縫斯曲損率曲權(quán)面網(wǎng)殼,由于網(wǎng)殼曲記面在兩酷個相反臂的方向彎曲,在外荷載劈燕作用下,有一個方請向的桿居件受拉,對另一全個方向受成壓的桿扶件具有貿(mào)支撐作用,因而,相對于正書高斯是曲率必曲面網(wǎng)劍殼具伯有更深高的縣整體棕穩(wěn)定響承載繩能力眾。事實上,由于有一卸個方掠向的籠桿件擦受拉,某些周邊支膝承的負高斯爹曲率曲飄面網(wǎng)殼畝不會發(fā)遠生整體其失穩(wěn),這類網(wǎng)殼茶的承載耽能力由強較度條件決定,實際上,并非所有深網(wǎng)殼怕都存裂在整傻體失惰穩(wěn)的問即題。Ma芝r.踢20原16空間網(wǎng)坡格結(jié)構(gòu)閱非線性貞穩(wěn)定分孟析210貿(mào)-24B.網(wǎng)殼曲芬面扁葬率與微整體尤穩(wěn)定這性態(tài)瓶的關(guān)系薄殼創(chuàng)的整斥體穩(wěn)執(zhí)定性騰態(tài)隨棵殼曲摧面的矢跨畏比(f/l)而變。試驗與研醬究表明:扁球殼密或部浮分球記冠殼隨著岡其扁度(f/l)的不同,表現(xiàn)出不同的屈曲淡特性;環(huán)形邊界的府存在,使得球冠嗎殼與完整姜球殼具有樣不同悉的屈曲特征;線性屈蒜曲與非線性屈曲分析吧結(jié)果抽有差填異(Ka碧pl瞞an,1婚974斜)。Ma惰r.翁20竊16空間網(wǎng)梨格結(jié)構(gòu)諸非線性雨穩(wěn)定分減析球殼球冠步殼Ma美r.桂20棵16空間網(wǎng)他格結(jié)構(gòu)漆非線性懸穩(wěn)定分厭析210莫-26網(wǎng)殼曲宵面扁率埋與整體角穩(wěn)定性攀態(tài)的關(guān)泄系:下頁圖示為均沙勻外盞壓作雪用下譜周邊線固支魄球殼科的荷贊載-位移經(jīng)曲線隨扁率的變化趨勢,也即球嗚殼的端整體轎穩(wěn)定蹈性態(tài)津與矢戀跨比位的關(guān)系。其中,扁率定義為(Bus雹hne危ll,案19酒85)Ma蘿r.單20聞16空間網(wǎng)熱格結(jié)構(gòu)傭非線性嚴穩(wěn)定分艱析210常-27線性屈曲非線性趟屈曲完整蛾球殼苗分支障屈曲嘆臨界塊點球冠搖殼分歡支屈慨曲臨遇界點wp/pcrMar胸.20嗓16空間網(wǎng)撒格結(jié)構(gòu)世非線性擺穩(wěn)定分虧析210燥-28=0辯,意味著圓板。紹在橫向幻玉荷載作致用下,由于板內(nèi)薄膜張力的作用,板的荷掘載-變形濾曲線扣呈現(xiàn)接出強靠化的后特征,不出現(xiàn)屈票曲失穩(wěn)現(xiàn)象;線性虹屈曲非線性妄屈曲完整匆球殼脊分支蘿屈曲膛臨界幅點球冠宏殼分精支屈務曲臨牽界點線性——彎曲非線調(diào)性——彎曲濾、張饑拉Ma顆r.詠20站16空間爆網(wǎng)格些結(jié)構(gòu)仔非線極性穩(wěn)盾定分爐析210僅-290<<3.夾5,荷載-變形蒜曲線菌中沒鳥有水色平切份線,也不椅存在分支政點,因而,在屈曲愉前平衡勢路徑中堂也沒有案失穩(wěn)瓦問題;線性屈祝曲非線筒性屈播曲完整球蝴殼分支童屈曲臨崇界點球冠痛殼分沖支屈深曲臨勞界點Mar熔.20表16空間諒網(wǎng)格創(chuàng)結(jié)構(gòu)均非線溪性穩(wěn)染定分俗析210宜-3046,球殼出該現(xiàn)軸對繩稱變形夠模態(tài),平衡芽路徑貝出現(xiàn)游跳躍(sna鍛p-thr商oug灣h)屈曲,有水平堡切線點,但仍無行分支點豈出現(xiàn);線性攜屈曲非線雪性屈購曲完整球膀殼分支船屈曲臨婚界點球冠跑殼分蛋支屈飽曲臨細界點p/pcrwMa裹r.引20呆16極值性帝屈曲特稅征?空間網(wǎng)造格結(jié)構(gòu)毅非線性寄穩(wěn)定分女析210職-31>6,球殼出選現(xiàn)非對稱冬模式變各形,并發(fā)愿生分喊支屈堂曲,且分支屈蘇曲荷載既小于唯完全球合殼的分孤支點臨感界荷載,也小于對稱翠跳躍閘屈曲型的極嫩限荷必載;線性屈肝曲非線性夜屈曲完整刑球殼銀分支尺屈曲野臨界石點球冠殼立分支屈箭曲臨界腔點p/pcrwMa努r.夸20虜16空間掏網(wǎng)格魯結(jié)構(gòu)悶非線騎性穩(wěn)仔定分眾析210步-32線性災屈曲非線性鏟屈曲完整球丙殼分支猜屈曲臨繡界點球冠殼燦分支屈謹曲臨界邀點球冠殼飾極值點p/pcrwMa漲r.哥20旺16空間網(wǎng)汁格結(jié)構(gòu)蜂非線性筐穩(wěn)定分盡析21述0-33>7后,球殼擦的初拆屈曲菜路徑?jīng)]愈來褲愈接舉近線但性。嚼隨著的增加,球殼攻在屈匯曲前汽階段榴的變形在清邊界附數(shù)近一個殖較窄僅的范圍(象腳模張式),表現(xiàn)出較強留的不均殲勻性(或不對蓄稱性),然而將不再改變平衡路盾徑的性峽狀及則分支想點的冒位置。線性鵝屈曲非線性榨屈曲完整文球殼鬧分支和屈曲罷臨界然點球冠殼姐分支屈宴曲臨界篇點Mar貍.20油16空間斧網(wǎng)格侵結(jié)構(gòu)蒼非線改性穩(wěn)艷定分狡析210錘-34此后,無論增加到多大,周邊固核支的非振完整球辟殼由于邊界深的存宵在,總是在邊谷界處削較窄取的范睬圍內(nèi)首先瓜發(fā)生就分支皂屈曲—即邊界效俊應(象腳徒模式)。分支點融荷載約桐為完整誕球殼分嗽支點屈曲廳荷載壯的80%到90%。Ma材r.辛20藍16空間網(wǎng)脆格結(jié)構(gòu)逝非線性速穩(wěn)定分尊析210癥-35薄壁球殼整淺體穩(wěn)定寺性態(tài)叔隨扁政率變慎化的樸特征:(a)過于平址坦的薄孝殼(扁率<3諒.5響),在外荷焰載作用膝下不會槍失穩(wěn),但可蹄能會伴出現(xiàn)區(qū)超過鏟設計戀允許萍的大慌變形,如翻轉(zhuǎn)著變形,導致紐奉結(jié)構(gòu)使用袖功能失們效,但結(jié)杠構(gòu)仍引然具才有大不變形婆后的崖承載由能力;(b)對于較爸扁的薄啦殼(扁率=4到~6箏),在外嬌荷載萍作用糠下整誓體穩(wěn)雨定性態(tài)為極值財點性環(huán)態(tài),平衡與路徑肯出現(xiàn)拘跳躍(sn支ap-thr舅oug狹h),第一個極值摟點即為醉結(jié)構(gòu)的辛第一臨例界點,該類銅結(jié)構(gòu)更沒有鈔屈曲顛后承載能砌力;(c)對于戒扁率灑較大符或較偶深的薯薄殼(扁率>6),在外荷克載作用聯(lián)下的整體捆穩(wěn)定鎖性態(tài)逐為分支點汗性態(tài),分支點辨總是出魔現(xiàn)在極利值點之前,且分支閉點總乏是低妥于極睜值點,第一個罪分支點惹為結(jié)構(gòu)鞠的第一臨界點,該類沉結(jié)構(gòu)更也沒晚有屈仇曲后們承載見能力;Mar銷.20頭16空間網(wǎng)淹格結(jié)構(gòu)螺非線性溪穩(wěn)定分受析21狀0-36(d)薄壁球關(guān)殼的臨狗界荷載(分支袋點或槍極值證點)隨著扁羨率的增大而增影大,也就塵是說,隨著薄壩殼矢跨鴿比的增番大,結(jié)構(gòu)肺整體障穩(wěn)定臨界荷乓載增大;(e)由于滴扁率的增大(>6后),薄壁譯球殼圖的整抄體穩(wěn)偵定性娛態(tài)轉(zhuǎn)峽變?yōu)椴痪哂腥汉笄休d能深力的分嫩支性態(tài),因此,扁率較大的結(jié)構(gòu)的搜穩(wěn)定性僑對缺陷鼓是敏感乳的,甚至是剝非常敏悶感的;(f)薄壁球袋殼的非線扶性臨界端荷載(分支墊點)常低匠于線性臨界亞荷載煉。Ma恐r.毯20扶16原因:面內(nèi)導薄膜(壓)力與撐面外躍彎矩狐的比征例?空間網(wǎng)廣格結(jié)構(gòu)賓非線性姿穩(wěn)定分劫析21爭0-37C.網(wǎng)殼網(wǎng)格理體系與充整體穩(wěn)扮定性態(tài)民的關(guān)系網(wǎng)格體戒系形式,影響網(wǎng)領殼面內(nèi)斯剛度。結(jié)構(gòu)整釀體等效泡剛度網(wǎng)殼黨整體扔等效思剛度K愈大,則其穩(wěn)尚定性愈報高。三角形戶網(wǎng)格體系鞏網(wǎng)殼部整體事穩(wěn)定借性相素對較撕高;四邊形押網(wǎng)格體系網(wǎng)請殼整體脾穩(wěn)定性可相對較襯低。T—薄膜君剛度,與網(wǎng)演格體窄系或氧桿件蝴布置膨方式晨直接形相關(guān);B—彎曲盛剛度骨。Mar倦.20墨16空間拾網(wǎng)格訪結(jié)構(gòu)探非線料性穩(wěn)竄定分且析210忠-38無論網(wǎng)著殼結(jié)構(gòu)膊的網(wǎng)格吉體系如玻何分類,從幾何良形狀上偶可歸為引兩大類:即三角瘡形網(wǎng)驢格體系(桁架)和四邊形錫網(wǎng)格體系(框架)。在網(wǎng)殼碌結(jié)構(gòu)的厲曲面內(nèi),三角首形網(wǎng)惰格體劃系比萍四邊湯形網(wǎng)氣格體窮系具淹有更石好的銜幾何般穩(wěn)定百性,即具有賴更高的拉面內(nèi)薄澇膜剛度賊。在網(wǎng)殼乒結(jié)構(gòu)其氧它參數(shù)漫相同的瘦條件下,三角形己網(wǎng)格體尋系由于押在網(wǎng)殼再曲面內(nèi)陸具有幾定何穩(wěn)定斑的特征,相對搬于四饒邊形粥網(wǎng)格巖體系僻具有妨較大膝的薄辛膜剛蓄度T,因而,也就具騙有較大辣的整體摧等效剛征度K,因此,三角矮形網(wǎng)哭格體親系網(wǎng)譽殼比坐四邊閣形網(wǎng)騎格體碼系網(wǎng)短殼具辯有較驢高的誓整體雜穩(wěn)定欠性。Ma雜r.鐮20鐵16空間網(wǎng)棄格結(jié)構(gòu)訓非線性索穩(wěn)定分戶析21牙0-39(4)節(jié)點剛壇性對網(wǎng)蚊殼整體華穩(wěn)定性跌態(tài)的影吊響單層網(wǎng)倡殼,當矢象跨比(f/l)較小位時,在橫霸向力咱作用談下,結(jié)構(gòu)泡整體桐將產(chǎn)籍生較江大的溜彎曲(或彎革矩),若節(jié)良點剛抖度小,將導致距網(wǎng)殼傍整體哥或局缺部失委穩(wěn),在某宴種情津況下沉可能粒產(chǎn)生魄多米支諾骨牌效究應。Mar評.20術(shù)16空間藥網(wǎng)格更結(jié)構(gòu)常非線克性穩(wěn)永定分場析210刮-402)家分冠析計嗎算方激法及月特點分析晉方法鐘分類:擬殼法—連續(xù)化圾近似計妻算法,現(xiàn)在訊僅用王于估賽算;將網(wǎng)劑殼等規(guī)代為皺連續(xù)醉殼,用薄盤殼理抬論分朱析,等代條跌件為剛磚度相等盞。適用獵范圍:網(wǎng)格弦均勻飼、曲怪面規(guī)崖則、荷載簡含單、邊瞞界規(guī)則,有解惠析理何論可距套用蜜。有限元咐法—壟離散蓮化法,精確法雙層挪網(wǎng)殼,單元采貴用桿單黎元,單層皆網(wǎng)殼,單元溫采用其梁單幻玉元Ma江r.筋20墓16空間酷網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)鞭非線壟性穩(wěn)課定分礙析210偽-41設計計算路過程:設計計便算—按線彈框性理論漠計算桿獅件內(nèi)力,根據(jù)大規(guī)范駐設計桿件、漫節(jié)點(強度、殲穩(wěn)定)、結(jié)構(gòu)誰變形或龜撓度。其中包界括桿件票截面的虛優(yōu)化;整體穩(wěn)班定驗算—部對單示層網(wǎng)拾殼、庸結(jié)構(gòu)教厚度爺小于拌某一基臨界值的雙診層網(wǎng)殼,進行整抄體穩(wěn)定登驗算。其中音包括:線性舉整體頃穩(wěn)定縱、大淋位移性幾何減非線性整情體穩(wěn)定(完善結(jié)構(gòu)扭、有缺走陷結(jié)構(gòu))、大位廚移彈池塑性暴整體添穩(wěn)定晌。施工萄驗算—滲施工家過程密中構(gòu)尊件以速及施工系君統(tǒng)結(jié)構(gòu)扛驗算。Ma寬r.溝20吳16空間網(wǎng)爐格結(jié)構(gòu)睛非線性戰(zhàn)穩(wěn)定分情析21匪0-423)理論研臉究(1)網(wǎng)殼合頌理形體優(yōu)美的建情筑造扎型與這合理咱優(yōu)化咸的結(jié)屑構(gòu)形曲狀與拜體系;仿生理論的戀應用;符合經(jīng)濟節(jié)漸省的綠色條件;缺陷敏葡感性分析。(2)整體甘穩(wěn)定板性分顆析與觀評定汁方法非線隨性計算榆技術(shù)央或理陶論;結(jié)構(gòu)的缺陷賓敏感性;局部失穩(wěn)的會傳播;穩(wěn)定承載力限值及確定塌。Ma半r.努20譜16空間網(wǎng)想格結(jié)構(gòu)擱非線性過穩(wěn)定分獻析210敵-43(3)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)的動力比分析風致趙振動溜分析——輕柔有大跨察度結(jié)領構(gòu)結(jié)構(gòu)上鄙風荷載狼的模擬約技術(shù)、裂流固耦賠合計算寸技術(shù)地震宅反應簽分析——地震校動的強輸入走方法:多點激電勵地震反堆應計算玻方法:反應份譜法代、時鐮程法謀、隨夫機振耗動法、靜惕力彈塑珍性法(P縱us續(xù)h-艇do賓wn法)動力次穩(wěn)定水性——動力荷轎載作用吐下的穩(wěn)深定性、萍失穩(wěn)的畢動力效月應Ma施r.嚼20模16空間網(wǎng)探格結(jié)構(gòu)凳非線性鄙穩(wěn)定分臣析210芹-44(4啞)新型混合番網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)體系弦支社網(wǎng)殼悅結(jié)構(gòu)駝又稱劇弦支穹頂;斜拉(懸掛)網(wǎng)殼;預應敏力網(wǎng)殼;拱支獨網(wǎng)殼聲。(5石)既有然網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)的債健康監(jiān)皺測、檢惕測與安況全性評定監(jiān)測搬、檢慚測;災后安負全性評定;可靠鄭性評定:承載瓦能力、適用閑性、耐久繭性;評定寨指標罷體系遼和方抗法。Mar白.20句16空間址網(wǎng)格蹤蝶結(jié)構(gòu)監(jiān)非線丹性穩(wěn)東定分擇析21歲0-45(6鍬)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)施工技烘術(shù)及施約工力學計算與君監(jiān)測方食法施工技術(shù);施工過右程中的北計算方膝法——安裝過剖程驗算滾、結(jié)構(gòu)慌體系轉(zhuǎn)換驗算施工過鉗程監(jiān)測縮慧技術(shù)——參數(shù)迅、儀抄器、天方法斗、數(shù)枯據(jù)(7)網(wǎng)格(殼)結(jié)構(gòu)抗震扁設計西方法設計從參數(shù);參數(shù)限棋值的確漸定。大跨度遠空間結(jié)散構(gòu)的抗掃震設計?Ma虧r.棄20歇16空間網(wǎng)鋪格結(jié)構(gòu)胡非線性扮穩(wěn)定分泉析210街-462.3皮.2空間鉸管接桿系非線性有限掏元法均—桿單玩元理跌論用于雙層網(wǎng)殼尖結(jié)構(gòu)縱。1)垃基本假復定每個娃節(jié)點鞭有3峽個自震由度歇(uiviwi),即空重間鉸掉接點;桿件僅宋受軸力牽—零即為二助力桿元;材料互應力和應變它關(guān)系噴符合秋虎克拜定律,線彈性尾小應變;荷載康為節(jié)針點荷抬載;荷載煉為保匹守荷儲載Ma屠r.揉20碑16空間網(wǎng)棍格結(jié)構(gòu)茂非線性謎穩(wěn)定分且析210酷-472)飾單拿元剛莫度矩型陣(1)按虛功腳方程由虛位薪移原理,得到的失單元平椒衡方成睬為單元扮的應須變能茄與外素力功豎平衡學。Ma標r.爽20邊16空間網(wǎng)皆格結(jié)構(gòu)聲非線性頌穩(wěn)定分爭析21錦0-48(2晌)單元的挖應變桿單迫元ij如圖示,初始長議度為L0,變形后雕長度為L。原節(jié)曬點坐過標為節(jié)點位透移為L0LijXYZMar裙.20羨16空間網(wǎng)供格結(jié)構(gòu)桿非線性妖穩(wěn)定分豪析21籠0-49初始長兔度為L0為變形后唉長度為L為應變別為其中Mar聽.20同16空間妨網(wǎng)格勢結(jié)構(gòu)暖非線示性穩(wěn)漆定分傘析21驢0-50應變用蝴矩陣又仇可表示顯為Ma蹈r.雁20信16空間網(wǎng)祥格結(jié)構(gòu)押非線性脫穩(wěn)定分軌析21閱0-51應變償增量漠為[BL]、[BNL]分別為還線性和旬非線性閉應變-廢位移矩凳陣。Mar束.20材16空間泳網(wǎng)格漠結(jié)構(gòu)競非線按性穩(wěn)廁定分戒析210碌-52(3室)單元的診應力應力甚增量d為Ma絮r.收20不16空間償網(wǎng)格果結(jié)構(gòu)氧非線浙性穩(wěn)餃定分丹析21薦0-53(4)單元切線剛罰度矩陣將以上帆應力、維應變關(guān)滑系代入掃虛功方死程,可得平翅衡方程對上式矩微分可乒得增量土形式平?jīng)_衡方程其中,施[KT]e為空間淋桿單元切線剛度僑矩陣Mar息.20畢16空間古網(wǎng)格服結(jié)構(gòu)駐非線往性穩(wěn)茄定分敢析210襯-54線性剛稻度矩陣+初位移帶剛度矩銅陣Mar櫻.20叮16空間網(wǎng)蟲格結(jié)構(gòu)周非線性偶穩(wěn)定分雹析21筒0-55幾何剛鞭度矩陣Mar毯.20映16空間低網(wǎng)格滲結(jié)構(gòu)腿非線醉性穩(wěn)蔥定分惕析210味-562.過3.丘3空間悄梁—柱單井元非串線性濟有限遍元法紙—梁柱帳單元爹理論用于單層網(wǎng)殼敗結(jié)構(gòu)蔥。1)靈基訂本假繪定桿件精材料擴為理浸想彈筍塑性;節(jié)點為撒剛性節(jié)洗點,每個纖節(jié)點盯有6個自活由度;桿件截忍面的翹閉曲及剪索切變形戴忽略不緣瑞計;網(wǎng)殼節(jié)沿點可經(jīng)雕歷任意吧大的位裁移及轉(zhuǎn)團動,但單元塞本身的變形蘋仍為小變形——小應勇變;外荷念載為裕保守凱荷載,且作用膨于節(jié)點繪上。Mar秘.20獵16空間枯網(wǎng)格嚼結(jié)構(gòu)宮非線壯性穩(wěn)耗定分公析210溫-572)梁-柱單元內(nèi)力貸與變托形的基澆本關(guān)紹系局部隨臘動坐標之系下,單元內(nèi)力與丘變形圖示。M13MtM23Mtx2NNx11323L0-uuMtMtNNM12M221222x1x3L0-uuMa修r(nóng).籃20漸16空間網(wǎng)宴格結(jié)構(gòu)梯非線性鈔穩(wěn)定分摟析21剩0-58彎矩-轉(zhuǎn)角替關(guān)系考慮爽軸力N的影響,由梁啄的彎赤曲理租論有早以下胖關(guān)系啊式其中Mar猴.20廚16空間網(wǎng)李格結(jié)構(gòu)灣非線性吧穩(wěn)定分火析21糖0-59當軸狼力N為拉救力時,有以下否關(guān)系式核(用xn代替y)當軸騾力N為壓歪力時方程的荷解為Mar菠.20鏟16空間虹網(wǎng)格第結(jié)構(gòu)營非線狹性穩(wěn)宜定分今析210賓-60代入邊界漠條件,可求得彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)撐系扭矩-扭角獸關(guān)系軸力-變形還關(guān)系Ma躍r.沾20旦16空間網(wǎng)售格結(jié)構(gòu)那非線性運穩(wěn)定分永析210法-61上列虹各式疼中Min、Mjn—單元i端和j端繞xn軸的聯(lián)端彎乏矩;Mt—扭矩;N—軸向覽力,以壓力根為正;in、jn—單元i端和j端繞xn軸的轉(zhuǎn)乎角;t—單元的灘扭轉(zhuǎn)角;u—單元的獵軸向縮胳短;E、G—材料圍的彈水性模納量和偏剪切懂模量;In、J—單元彈截面戒繞xn軸的慣畝性矩和丸扭轉(zhuǎn)慣渾性矩;L0、L—單元的鹿初始長寫度和變受形后兩爆端點間善的弦長;A—單元肌的截級面面貴積;Mar紡.20稅16空間盾網(wǎng)格撫結(jié)構(gòu)華非線挖性穩(wěn)永定分瀉析21角0-62Cin、Cjn—梁-柱踩單元的穩(wěn)定函膨數(shù);Cb2、Cb3—單元由碧于彎曲鄉(xiāng)豐變形引見起的軸引向應變附。令Cin、Cjn可確跌定如夢下:當n>儀0即桿件耍受壓時Ma搏r.私20忍16空間網(wǎng)總格結(jié)構(gòu)絨非線性難穩(wěn)定分排析210聾-63當n<瓶0即桿件長受拉時當n=0即桿件甘無軸惡力時Ma離r.批20次16空間網(wǎng)社格結(jié)構(gòu)饑非線性餅穩(wěn)定分華析210窮-64Cb2、Cb3可確態(tài)定如稻下:其中Ma名r.語20增16空間網(wǎng)枝格結(jié)構(gòu)好非線性蜂穩(wěn)定分優(yōu)析210凡-653)梁-案柱單攝元切爭線剛內(nèi)度矩懂陣隨動繡坐標社系下:單元內(nèi)力與澆變形的矩份陣形耗式為(全量生表達直式)其中Ma押r.茅20命16空間網(wǎng)音格結(jié)構(gòu)燙非線性陽穩(wěn)定分燃析21剛0-66M12MtM13M23Mtx2NNx11323L0-uuMtMtNNM221222x1x3L0-uuMar今.20遵16空間黃網(wǎng)格郊結(jié)構(gòu)布非線抹性穩(wěn)渠定分墓析210尤-67[C]為穩(wěn)定系序數(shù)矩陣Ma閃r.隙20佛16空間價網(wǎng)格丈結(jié)構(gòu)廢非線奴性穩(wěn)惑定分張析210押-68單元患內(nèi)力蓋與變侍形的催增量抄矩陣腥形式圓為(增量輩表達米式)[t]—斬—單元叛在局掃部隨山動坐證標系懇下的切線痕剛度際矩陣,其中(i,j=1,暈……畝,6遠)Ma全r.拜20括16空間艷網(wǎng)格欺結(jié)構(gòu)怒非線租性穩(wěn)算定分喉析21臥0-69Mar顛.20禮16空間網(wǎng)植格結(jié)構(gòu)宰非線性項穩(wěn)定分騰析21格0-70上式溝中Mar及.20窗16空間網(wǎng)似格結(jié)構(gòu)捐非線性從穩(wěn)定分醒析21坦0-71I為參鄰考慣姑性矩均為半對的導真數(shù)。Ma片r.雁20射16空間網(wǎng)牛格結(jié)構(gòu)免非線性元穩(wěn)定分牧析21困0-72局部坐繪標系下:藍(內(nèi)力與閃位移的關(guān)屆系)局部進坐標胃系如圖凝所示掀。xzyjiXYZxyzF8F11F12F9F10F7F2F5F6F3F1F4局部笨坐標浩系下塊內(nèi)力整體坐迷標系下伏內(nèi)力Ma賴r.緞20羨16空間網(wǎng)鍬格結(jié)構(gòu)損非線性局穩(wěn)定分廚析210微-73單元懷內(nèi)力娘與位鎮(zhèn)移節(jié)點內(nèi)粉力節(jié)點策位移由幾何位關(guān)系、釘平衡關(guān)系,可求得招兩種蒙坐標撤系下苗向量獲關(guān)系視為Mar拍.20唉16空間陷網(wǎng)格爆結(jié)構(gòu)爹非線肯性穩(wěn)林定分敏析21矛0-74[B]稱為靜害態(tài)矩陣檢。且Mar簽.20蠻16空間冰網(wǎng)格究結(jié)構(gòu)須非線練性穩(wěn)鞏定分蠢析21淺0-75節(jié)點勻力與范位移奮的增量關(guān)系其中Mar姻.20寨16空間網(wǎng)剩格結(jié)構(gòu)種非線性汪穩(wěn)定分書析21親0-76可得單元粒在局促部坐管標系籃下的敵切線某剛度守矩陣爽為Mar如.20父16空間旱網(wǎng)格艦結(jié)構(gòu)重非線碧性穩(wěn)拆定分鏈析210該-77結(jié)構(gòu)整顯體坐標鐵系下:節(jié)點逢位移節(jié)點鑼內(nèi)力與局糾部坐閘標系撕下各棵向量驗的關(guān)穿系Ma撕r.樓20激16空間草網(wǎng)格助結(jié)構(gòu)填非線任性穩(wěn)繳定分引析21貞0-78其中,坐標轉(zhuǎn)換矩薪陣[R]則單元在扎整體坐彈標系下叛的切線向剛度矩詞陣為Ma蓄r.譜20時16空間嫂網(wǎng)格械結(jié)構(gòu)乎非線出性穩(wěn)廚定分盯析21鹽0-79或其中覺{P}i—外荷貍載節(jié)姨點力綁增量蠟向量{v}i—節(jié)點居位移德增量貫向量i—荷載增鴨量步j—第i荷載款增量賠步中干的第j迭代勁步4)節(jié)點薄位移揀的修饒正和辮坐標往轉(zhuǎn)換暢矩陣結(jié)構(gòu)非衛(wèi)線性平神衡方程監(jiān)的增量照迭代方翼程為Ma肅r.擱20歪16空間營網(wǎng)格裝結(jié)構(gòu)切非線宴性穩(wěn)狡定分賀析21下0-80(1)節(jié)點位愧移的修結(jié)正——節(jié)點方(向)位(置)的修正在增量沈迭代求鳥解中,位移向炕量的“疊加”方法:用線性分崗析理論所求腿得的位移豆(包括線獲位移和撓轉(zhuǎn)角位移)屬于小位移,可以銜采用于疊加軍原理,直接進助行代數(shù)吊疊加,即用非鄰線性普分析辛理論額所求炮得的大位條移,僅線位飼移可以死直接進悟行代京數(shù)疊肆加,而轉(zhuǎn)角盞位移貪不屬串于矢徹量,則需稈要通扭過旋轉(zhuǎn)變換穿進行修云正。Mar脂.20姓16空間賴網(wǎng)格脖結(jié)構(gòu)竄非線殺性穩(wěn)惠定分星析210尋-81節(jié)點的方(向)位(置):節(jié)點仔位移羅增量禍向量此{v}i的含物義:表示在翠第i次荷貴載增涉加后,節(jié)點方向和位置的變化血。既包設含位置的變化,也包埋含方向的變化跑。Mar概.20書16空間網(wǎng)蔽格結(jié)構(gòu)貢非線性睡穩(wěn)定分鍛析21千0-82(A)線位愧移的舅修正——確定呢節(jié)點(幾何應中心)的空間位池置節(jié)點趙線位膽移即震節(jié)點幾何彎中心的平移,可直玻接采泳用疊準加原理,即相應素位移的叫代數(shù)和Mar促.20話16空間增網(wǎng)格貌結(jié)構(gòu)酸非線陡性穩(wěn)謝定分時析210護-83(B)大轉(zhuǎn)菌角位顫移的裳修正——確定節(jié)鮮點(體)的空間方瓦向節(jié)點的方向:如何啞描述—方向余胞弦?如何修學正—向量春旋轉(zhuǎn)欣變換?節(jié)點的堆方向可紀以用與派節(jié)點剛個性相連寸的三條譯互相垂借直的直線與似坐標軸默的方向潑角或方姓向余弦弓來表示,這三條債直線的方向郵余弦殘構(gòu)成棋一個陳3硬×3妨的沿正交油矩陣,稱為節(jié)點定筋向矩陣,用[]表示。宗不失一慮般性,為方星便起激見,在節(jié)點停轉(zhuǎn)動之墻前,可使論這三跪條直襖線與欲結(jié)構(gòu)允的坐拾標軸拾平行,則有Mar威.20不16空間網(wǎng)遭格結(jié)構(gòu)德非線性幻玉穩(wěn)定分懇析210師-84節(jié)點定怠向矩陣先的旋轉(zhuǎn)變搭換:當節(jié)點晶繞某瞬圈時軸旋街轉(zhuǎn)角度i時,新的節(jié)點河定向矩陣為其中,孤[i]—第i次旋轉(zhuǎn)教時的旋礙轉(zhuǎn)變換拆矩陣根據(jù)第向量泥旋轉(zhuǎn)皮變換化的幾難何關(guān)活系可艱推得其中Ma咽r.付20主16空間網(wǎng)語格結(jié)構(gòu)筋非線性鐵穩(wěn)定分舉析210賴-85反之,當定甜向矩泡陣已絕知時,可求毫得節(jié)蘭點轉(zhuǎn)如動的衡三個武角位移分捎量Ma吹r.丑20辦16空間攝網(wǎng)格辭結(jié)構(gòu)耐非線齒性穩(wěn)俊定分盜析210星-86(2駕)震坐標悶轉(zhuǎn)換怠矩陣節(jié)點塑定向邁矩陣毅[],僅確定弦一個節(jié)怨點的方玩向,而一亮個桿件竟有兩五個端曠節(jié)點,桿件灣的坐喊標轉(zhuǎn)既換矩怕陣遭[r]需考慮站兩個端節(jié)點勒的方向它變化和琴桿件的柄彎曲。單元書定向矩陣-坐標轉(zhuǎn)椒換矩陣:令[pn]i、[pn]j分別獵表示綿單元ij與兩端怪節(jié)點i、予j相連的端截面旅的桿端截董面定向焦矩陣。桿端捎截面況定向斷矩陣與節(jié)點定慮向矩陣不同,它以僻單元端截面壘的法線華及截面續(xù)的兩條齒主慣性辟軸作為咳確定其蛾空間方位的饑定向且線。Mar貿(mào).20歌16空間普網(wǎng)格鬼結(jié)構(gòu)嫂非線鄙性穩(wěn)集定分很析210蔥-87單元桿牽端截面綁的方向Ma篇r.索20捎16空間掌網(wǎng)格噴結(jié)構(gòu)擺非線模性穩(wěn)謀定分第析210副-88桿端沈截面明定向桌矩陣[pn]i(i=劇i,j)的第一尸列為該伍單元端熱截面法線黑的方表向余鹿弦,其余兩歌列分別級為該截藍面兩條燃主慣性惹軸的方向余弦才。在結(jié)構(gòu)懇未變形然的初始天狀態(tài),單元的忍兩截面而定向矩缸陣相同,且為瞎該單秤元的術(shù)定向矩陣,即由于單鉤元桿端崗與相應跑的節(jié)點搬剛性連捐接,在任條一變清形狀央態(tài)有Mar掏.20飾16空間網(wǎng)壯格結(jié)構(gòu)六非線性蛇穩(wěn)定分毀析21緊0-89需要注倆意:當桿件成受力變耗形后,桿件端望截面法乓線通常左與桿件馳軸線不一致奔或不迎重合,不能僅住通過桿駐件軸線忌或某一環(huán)端截面殘的定向襖矩陣來體確定桿件扁的坐口標轉(zhuǎn)去換矩歇陣[rn]。結(jié)構(gòu)在妙任一變彎形狀態(tài),單元芝定向明矩陣昌[rn]的第菜1列便{rn1},根據(jù)雨單元鹽兩端焦節(jié)點艘在該話狀態(tài)貢下的服坐標灑來確違定,即l、m、n為單元澤在對應癢變形態(tài)歪下桿軸閑弦線方導向余弦Mar朵.20盲16空間脈網(wǎng)格木結(jié)構(gòu)敬非線忘性穩(wěn)湊定分栽析21匯0-90[rn]的第折2列叫{rn2}和第3權(quán)列{rn3}的確定,需先計殖算桿單卸元的兩白個桿亮端截綁面相曾對于罪兩端敬節(jié)點蛇連線爐即弦搶線在效該狀繡態(tài)下悲的桿端轉(zhuǎn)角,即兩個橫端截面嚼主慣性娘軸相對沒于弦線稍的轉(zhuǎn)角障。然后,分別取窯兩個端敏截面主驗慣性軸貝相對于鮮弦線轉(zhuǎn)脊角的平禿均值作罰為整個梁鄭柱單呀元截配面的闖轉(zhuǎn)角杏變形,由此平舍均轉(zhuǎn)角秤確定單年元的方印向,也即納確定杜[rn]的第參2列柴{rn2}和第孤3列掩{rn3}。最后形賽成單元皺坐標轉(zhuǎn)久換矩陣石[rn]。Mar稿.20漫16空間網(wǎng)致格結(jié)構(gòu)姓非線性街穩(wěn)定分斥析210第-91由端倉截面泊定向慌矩陣螺[pn]i(i=i,j)與{r1n}之積,即可燥確定踐端截面與姜弦線區(qū)之間恐的角族度變疑化,從而剃得到切[rn]的第2煩列{rn2}和第牧3列{rn3}Ma姥r.失20蠟16空間競網(wǎng)格鏟結(jié)構(gòu)翁非線累性穩(wěn)拴定分的析210汗-92而單泄元的放扭角鹿為令Mar凝.20稿16空間箱網(wǎng)格掠結(jié)構(gòu)武非線馳性穩(wěn)飯定分繞析210慈-93經(jīng)推到愿可得,新的單元定錫向矩陣[rn]可表乏示為Ma吸r.涼20束16空間網(wǎng)隔格結(jié)構(gòu)咐非線性杰穩(wěn)定分滲析21旅0-942.3鳴.4非線性立方程組兼的求解禽方法1)偶邊界條爆件的引泉入結(jié)構(gòu)斥非線換性平普衡方戲程求鑄解前,邊界夠條件的引入律方法與網(wǎng)架軟結(jié)構(gòu)河求解送時相打同。Ma貍r.敢20遇16空間鳳網(wǎng)格揮結(jié)構(gòu)統(tǒng)非線鑄性穩(wěn)摘定分續(xù)析21鑒0-952)言非線性絡有限元庸增量平茂衡方程在靜膏力分周析中,在時膊刻t,任一幕非線躁性系吐統(tǒng)處茶于平碼衡狀震態(tài)時,其內(nèi)全外力鈴應保摩持平擇衡,即(全量方話程)其中首{R}t—外荷載告向量{F}t—內(nèi)力向逗量在t+t時刻,當外荷居載增加(或有術(shù)殘余競力)時,系統(tǒng)不遮平衡,則相習應的增量莖平衡營方程應為Ma爺r.滲20蛾16空間網(wǎng)猜格結(jié)構(gòu)佛非線性綠穩(wěn)定分銀析21罷0-96此時,外荷嚴載增郊量為也可表宜示為殘飯余力或Ma捉r.佩20產(chǎn)16空間網(wǎng)絞格結(jié)構(gòu)希非線性閃穩(wěn)定分殘析210扇-97在靜力蜘非線性軋增量迭中代求解沈中,常以增猶量步i代替粉時刻t,則增量平柄衡方程為或?qū)τ趩螀?shù)比例加染載系統(tǒng),上式可品寫為式中漆{P0}—為參牧考荷繁載向桑量,是外荷欄載的模腳式向量i—為第i次荷刪載因森子Ma靈r.寬20眾16空間胖網(wǎng)格帥結(jié)構(gòu)特非線招性穩(wěn)望定分得析21收0-983)非線性掀平衡路第徑的跟制蹤方法計算均非線鄭性荷撫載-位移克曲線采上的結(jié)一系志列具錫體點城。(1)椒牛頓-拉夫揚森(Ne援wt保on-Ra李ph夜so斷n)增量迭列代法網(wǎng)殼竄結(jié)構(gòu)稅非線乖性分較析方巧法為線性禽化增之量迭砍代法,非線性有限擺元法蘿中,增量迭饒代方程隙為第一炸次迭桐代(j=1股):或上次迭雅代結(jié)束報后的殘山余力Mar階.20聞16空間才網(wǎng)格酷結(jié)構(gòu)額非線蜓性穩(wěn)票定分舞析21紡0-99求殘余力:判斷平衡條村件:通常艦不滿足,第二次迭面代(j=2趁):判斷平就衡條件是否罪滿足?求殘余力:是否渣滿足?Ma跪r.羨20慰16空間瞧網(wǎng)格賭結(jié)構(gòu)齒非線姻性穩(wěn)盲定分境析210膛-10印0直到山滿足吊收斂濃條件帳。求殘余艦力:第j次迭怨代:判斷平寧衡條件:是否滿垮足?是收券斂判挎定閾擴值,即門檻,常取10-3(彈性)。Mar摩.20擴16空間網(wǎng)耳格結(jié)構(gòu)子非線性擾穩(wěn)定分謹析21憶0-101為第i荷載增摔量步的調(diào)荷載增等量;為第i荷載栗增量休步第j次迭成代時謹?shù)臍埣堄嗔ι蚁蛄?為第j次迭代掛得到的島節(jié)點位文移增量僻向量;[KT]i為第i次荷載壯增量步恩開始時,也即第i-1次增付量步完成嫩時的勞結(jié)構(gòu)最總體小切線榜剛度漂矩陣環(huán)。其中i為第i次荷坦載增涉量步;j-1和j為在鎖第i荷載醫(yī)增量夏步中德的第j-1和j次迭代;Mar弄.20碧16空間網(wǎng)切格結(jié)構(gòu)留非線性諸穩(wěn)定分尼析210上-102若作用揪于結(jié)構(gòu)枯上的荷傷載為單參數(shù)礙比例荷載,則增量迭將代方程可改寫為(第i次荷薪載增句量步就內(nèi)的蕉迭代撥計算)式中凍{P0}嗚—為參滔考荷船載向慰量,是外荷騙載的模車式向量i—為第i增量步潛的荷載識因子增甲量平衡條逆件Mar浸.20觸16空間網(wǎng)來格結(jié)構(gòu)登非線性旺穩(wěn)定分啄析21自0-10區(qū)3修正償?shù)呐Ｃ垲D-拉夫涌森法虜?shù)膸拙趾我鈱W義迭代告方向Ma啦r.納20革16空間網(wǎng)扁格結(jié)構(gòu)陪非線性似穩(wěn)定分漿析210選-104牛頓-拉夫呢森的艙特點統(tǒng)與問隱題:a)每個予荷載滲增量狡步內(nèi),總荷執(zhí)載不所變;b)在極柏值點必[KT]奇異,迭代發(fā)羽散,計算膨中斷;c)無法煉求得么后屈晃曲平郊衡點,即跟握蹤不及到曲突線的壤下降流段;d)平衡砌路徑寄(曲己線)錫非線括性程湖度愈瘦高(熟愈彎序曲),達到收僵斂精度所裙需要程的迭竿代次扯數(shù)愈棄多;e)=con耗st.的水卻平荷勾載線住與切月線磨[KT]愈棵接近垂冶直,迭代收斂恥愈快,即牛弓頓法榆適合陷于線晴性程浴度好茂的平制衡路嚷徑計算。Ma盲r.鄰20極16空間網(wǎng)龜格結(jié)構(gòu)乓非線性元穩(wěn)定分畢析210領-105(2脈)篩歷史維上曾服采用曠的方以法為了睡克服槍牛頓-拉夫森胸法不能草跨越極酬值點的堆缺點,學者新們曾經(jīng)傻提出欄和應糾用的杰方法:人工忠彈簧梨法爭—督在可策能奇卷異的逗自由板度方踐向事意先增態(tài)加彈矩簧,消除奇弦異。僅掏適用于筑簡單結(jié)唯構(gòu)。位移控鋤制法挪—在舟所有位都移分量辣中,找出攏某一監(jiān)單調(diào)漏增加日的主位移,作為辣控制棵迭代欣過程塵的參磨數(shù),也僅限于育主位盞移易貼定且店單調(diào)糧的情傍形。當前較剛度石參數(shù)法(Cu荷rr釣en震t貪St繁if插fn百es壩s列pa厭ra權(quán)me笑te鑼r鎖me喚th虧od)醫(yī)—由Ber標gon首先提量出,但仍不棋能有效饒控制增量迭濫代過臥程。Ma營r.距20吐16空間網(wǎng)益格結(jié)構(gòu)雞非線性喜穩(wěn)定分淡析21伴0-10錄6(3偏)抽增量蘋迭代綢的弧腿長控膀制法a)弧長法州的概念由牛頓宴法可誕知,=co派ns蠟t.的水平荷歷載線與切線搏[KT]榨愈接近垂拋直,迭代容收斂弓就愈金快。飯則可蛙設法蠶構(gòu)造刻一種液迭代煩方法,使迭代的前進另方向和切供線[KT]盡注可能垂直,這樣也夠就是迭均代的前進且方向蹈和曲魂線接班近垂成直,則迭遍代計楚算過出程既收斂墨速度快,又可跨越極克值點。迭代的前粘進方狼向和慣曲線讀接近均垂直,也就是迭代騾的方進向接近于名曲線岸的法道線方最向,如果狗將某港一迭刷代步云內(nèi)的藏曲線共段近似看作直線,以這凳段直犁線為少半徑,以上隙次迭目代收龜斂點他為圓鴨心,則這個圓弧相條對于計顏算曲線炎而言,就是貧要找旅的迭要代路蓋徑。Mar替.20棄16空間夾網(wǎng)格惹結(jié)構(gòu)臭非線孩性穩(wěn)呈定分牲析210歇-107迭代括方向—稱塌為迭代眾向量洪的方挖向迭代方椅向半徑Mar挪.20帝16空間倍網(wǎng)格枯結(jié)構(gòu)偽非線仔性穩(wěn)沾定分秋析Ma棗r.完20較16空間網(wǎng)端格結(jié)構(gòu)獄非線性欲穩(wěn)定分嶼析210斬-10鹿9上述鉗直線喝段即昏為半徑,可表太示為li—實裹際上是炮平衡路支徑曲線么上的一籠段弧長劣。由li來控制框迭代過并程的方賢法稱為弧長法。li的大小斤在一個臉荷載增極量步內(nèi)津的每次迭超代中可保持啞不變,當li的大忌小在掉每個膊荷載鑒增量步內(nèi)恒保持皆不變竊時,稱為等弧長捆法?；￠L法是一個怪在n+1維空識間中慮(n維位享移空紙間+拒1維閑荷載響空間嘉)進行沒計算譜的方觀法,荷載i在計算綁過程中閘不再保飄持不變,而是隨著約縮慧束弧長li變化,計算種過程囑增加菌一個評弧長昂約束謝方程浸。Mar靜.20滴16空間此網(wǎng)格銳結(jié)構(gòu)瓜非線閥性穩(wěn)踩定分修析21孟0-110弧長法侵首先由Ri毀ks和Wem垃pne志r于7浪0年原代提譯出,后經(jīng)Cri休sfi寶eld和Ram注m等修瘡正,我國芬也有做很多領學者尸在此辱方面菊作了大桿量研知究工塔作?；￠L傳法是悉目前唱非線怪性路靈徑跟剪蹤分析析效幫果最涼好、交應用鵝最廣的迭定代控制園方法。i為荷載柳步i的總荷握載增量;{v}i為荷載姜步i的總位約移向量震增量的。Ma悟r.熊20者16空間胸網(wǎng)格位結(jié)構(gòu)聞非線括性穩(wěn)糊定分祝析210佛-11碗1b)等弧長討法——3個基本床方程每個張荷載肥增量磁步(第i步)的線性影化增量購方程式去。在j=1的第1次迭叛代時(牛頓法)在j>1的后續(xù)崗迭代步(弧長竟法修嶄正)迭代約掉束方程焰為校正妨項殘余力覆項(1)(2弟)(3銳)Ma爽r.屢20鍬16空間略網(wǎng)格腳結(jié)構(gòu)嘴非線仇性穩(wěn)懇定分毅析210活-11宗2Mar脾.20坊16空間間網(wǎng)格臭結(jié)構(gòu)減非線章性穩(wěn)工定分蜻析21江0-113廣義弧綠長(增量)li令n+1維荷載-位移下空間廈向量沙{r}i為向量捆{r}i的意義冰為荷載肆增加i后,所得到的賭位移軋向量增量總為{v}i。則掉該空各間中妨的廣蛛義弧壟長為Mar悠.20豎16空間網(wǎng)船格結(jié)構(gòu)錦非線性耗穩(wěn)定分蛙析或210勁-11葛4通過在i前面增乏加一個堂參數(shù),可改變隸