8网壳屈曲分析.doc

例题 单层网壳屈曲分析 例题 单层网壳屈曲分析  PAGE 20 PAGE 19  PAGE 1 例题8 单层网壳屈曲分析 例题. 单层网壳屈曲分析 概要 此例题将介绍利用MIDAS/Gen做网壳屈曲分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。 该例题的建模利用MIDAS/Gen建模助手中的网壳建模助手，这里不再做介绍。通过该例题希望用户能够了解做网壳屈曲分析的一般步骤和过程。 此例题的步骤如下: 打开建好的网壳模型 输入荷载工况并施加单位荷载 定义屈曲分析控制数据 运行分析找到结构基本屈曲模态的屈曲向量 考虑规范规定的初始缺陷调整模型 运行分析并查看结果 非线性屈曲分析 1、分析模型与荷载工况 本例题网壳的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。荷载只考虑屋盖作用雪荷载的情况，遇到屋盖作用多种荷载的情况，只需按同样的方法加载即可。(该例题数据仅供参考)，荷载组合可以在后处理模式中输入。 荷载工况 1 – 自重 荷载工况 2 – 屋面恒荷载 2kN 荷载工况 3 – 屋顶活荷载 2kN 图1 分析模型  2、输入各种荷载 设定荷载工况 在输入荷载之前先设定荷载工况。 点击主菜单荷载静力荷载工况 在对话窗口中输入如图2所示的荷载工况? 注： 在极限状态设计法中屋面活荷载与普通层的活荷载的荷载分项系数不同，故荷载工况也需单独输入。 图2 输入荷载工况 输入自重 构件的材料和截面被定义后，程序将根据其体积和比重自动计算结构的自重。通过在自重指令中输入系数可以定义其作用方向。 输入自重的步骤如下。 在功能列表(图3的?)中选择自重 在荷载工况名称选择栏选择‘自重’ 在自重系数的Z中输入‘-1’ 在操作选择栏点击键 图3 输入自重 输入屋面荷载 为计算初始缺陷，先计算在各荷载工况组合作用下的基本屈曲模态的屈曲向量，因此将屋面上所作用的恒荷载和活荷载施加到网壳上的各节点上。 图4 屋顶荷载单位力的施加 3、定义屈曲分析控制数据 主菜单分析屈曲分析控制 定义屈曲分析控制数据，运行屈曲分析，找到网壳结构最低阶屈曲模态（第一屈曲模态）的屈曲向量，通过该模态得屈曲向量考虑结构的初始缺陷 图5 屈曲分析控制数据 确认，运行分析。 4、运行分析找到结构基本屈曲模态的屈曲向量 主菜单结果屈曲模态 图6 最低阶屈曲模态 屈曲向量表格 主菜单结果分析结果表格屈曲模态 勾选模态1如图7 点击功能列表按鼠标右键(图8 )，可以选择表格数据的小数位数 图7 屈曲模态表格对话框  图8 屈曲模态表格 5、考虑网壳初始缺陷 把屈曲向量UX、UY、UZ三列数据粘贴到EXCEl表格，所有以下步骤均可在EXCEL中完成 查看图6中屈曲向量最大的点，该例子中最大的为节点39 按规范计算初始缺陷最大值（跨度的1/300） 计算初始缺陷最大值与屈曲向量最大值的比值 所有屈曲向量均乘以这个比值，得到各节点的初始缺陷 把该初始缺陷与原对应各节点的坐标相加，改变各节点的坐标 新的模型即是考虑了初始缺陷的网壳模型 EXCEL计算情况见图9 网壳结构各节点的初始缺陷值 注：最低阶屈曲模态的屈曲向量UX、UY、UZ 最大初始缺陷计算值与最大屈曲向量的比值 图9 计算初始缺陷EXCEL表格 6、运行分析并查看结果 重复以上表格操作，把考虑了初始缺陷的节点坐标覆盖原模型的节点表格。 运行分析 查看结果：主菜单结果屈曲模态 查看图形结果，如图11 查看结果：主菜单结果分析结果表格屈曲模态 查看临界荷载系数和各屈曲向量，如图12 注：屈曲分析必须要有可变荷载，否则不能分析 图10 屈曲分析控制数据 图11 屈曲模态图形结果 注：可变荷载的临界荷载系数 图12 临界荷载系数与屈曲向量 注：特征值屈曲因为无法反应结构的后屈曲性能，其值往往被高估，因此有必要考虑 结构的非线性效应 7、非线性屈曲分析 重复以上表格操作，把考虑了初始缺陷的节点坐标覆盖原模型的节点表格。 自动生成荷载组合 建立或修改需要转换成非线性荷载工况的荷载组合，如图13 生成非线性荷载工况：主菜单荷载由荷载组合建立荷载工况，如图14 查看在该工况下线弹性分析位移最大的点，做非线性分析控制节点，如图15 设定非线性控制数据：主菜单分析非线性分