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考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析

汤宏伟 钟宏志

汤宏伟, 钟宏志. 考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
引用本文: 汤宏伟, 钟宏志. 考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
TANG Hong-wei, ZHONG Hong-zhi. ELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF LATTICED SHEELS WITH INITIALLY CURVED MEMBERS BY WEAK-FORM QUADRATURE ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
Citation: TANG Hong-wei, ZHONG Hong-zhi. ELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF LATTICED SHEELS WITH INITIALLY CURVED MEMBERS BY WEAK-FORM QUADRATURE ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842

考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
基金项目: 国家自然科学基金项目(51378294)
详细信息
    作者简介:

    汤宏伟(1993-),男,湖南人,硕士研究生,主要从事网壳稳定性研究(E-mail:2504239782@qq.com).

    通讯作者: 钟宏志(1964-),男,黑龙江人,教授,博士,主要从事求积元法及应用研究(E-mail:hzz@tsinghua.edu.cn).
  • 中图分类号: TU311.4;O241.82

ELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF LATTICED SHEELS WITH INITIALLY CURVED MEMBERS BY WEAK-FORM QUADRATURE ELEMENTS

  • 摘要: 初始缺陷是影响网壳稳定性的主要因素之一。技术规程建议的一致缺陷模态法综合考虑了结点的位置偏差与杆件的初弯曲,但现有计算方法难于便捷地单独全面体现初弯曲的影响。该文基于几何精确梁理论构造了一种弱形式求积元模型。通过引入纤维模型模拟材料非线性,结合柱面弧长法实现了对空间曲梁结构的弹塑性大位移分析,通过算例验证了提出模型的有效性。该模型构建不需具体指定位移形函数,避免了使用有限元软件中的复杂建模过程。运用该模型计算了几类典型网壳在杆件初弯曲方向随机分布,不同弯曲挠度下的极限承载力。计算结果表明,在现有钢结构生产工艺下杆件初弯曲的缺陷对于网壳稳定性的影响较小,不起控制作用。通过与一致缺陷模态法的计算结果和空间网格结构技术规程计算的承载力进行对比,对规范的承载力计算公式提出了考虑特殊网壳形式及材料屈服强度的改进建议。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-09
  • 修回日期:  2018-03-09
  • 刊出日期:  2019-01-29

考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51378294)
    作者简介:

    汤宏伟(1993-),男,湖南人,硕士研究生,主要从事网壳稳定性研究(E-mail:2504239782@qq.com).

    通讯作者: 钟宏志(1964-),男,黑龙江人,教授,博士,主要从事求积元法及应用研究(E-mail:hzz@tsinghua.edu.cn).
  • 中图分类号: TU311.4;O241.82

摘要: 初始缺陷是影响网壳稳定性的主要因素之一。技术规程建议的一致缺陷模态法综合考虑了结点的位置偏差与杆件的初弯曲,但现有计算方法难于便捷地单独全面体现初弯曲的影响。该文基于几何精确梁理论构造了一种弱形式求积元模型。通过引入纤维模型模拟材料非线性,结合柱面弧长法实现了对空间曲梁结构的弹塑性大位移分析,通过算例验证了提出模型的有效性。该模型构建不需具体指定位移形函数,避免了使用有限元软件中的复杂建模过程。运用该模型计算了几类典型网壳在杆件初弯曲方向随机分布,不同弯曲挠度下的极限承载力。计算结果表明,在现有钢结构生产工艺下杆件初弯曲的缺陷对于网壳稳定性的影响较小,不起控制作用。通过与一致缺陷模态法的计算结果和空间网格结构技术规程计算的承载力进行对比,对规范的承载力计算公式提出了考虑特殊网壳形式及材料屈服强度的改进建议。

English Abstract

汤宏伟, 钟宏志. 考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
引用本文: 汤宏伟, 钟宏志. 考虑杆件初弯曲的网壳弹塑性稳定性的弱形式求积元分析[J]. 工程力学, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
TANG Hong-wei, ZHONG Hong-zhi. ELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF LATTICED SHEELS WITH INITIALLY CURVED MEMBERS BY WEAK-FORM QUADRATURE ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
Citation: TANG Hong-wei, ZHONG Hong-zhi. ELASTO-PLASTIC STABILITY ANALYSIS OF LATTICED SHEELS WITH INITIALLY CURVED MEMBERS BY WEAK-FORM QUADRATURE ELEMENTS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(1): 165-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.11.0842
参考文献 (20)

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