K8型單層球面網(wǎng)殼非線性動(dòng)力穩(wěn)定分析.pdf

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1、第32卷第2期河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)VO1．32NO．22009年3月JOURNALOFAGRICULTURALUNIVERSITYOFHEBEIMar．2009文章編號：1000—1573(2009)02一O116一O5K8型單層球面網(wǎng)殼非線性動(dòng)力穩(wěn)定分析路維，孫建恒，孫超，趙淑麗(1．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北保定071001；2．保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北保定071001)摘要：以K8型單層球面網(wǎng)殼為研究對象，依據(jù)非線性有限元理論，分析了K8型單層球面網(wǎng)殼的幾何非線性動(dòng)力穩(wěn)定性。在數(shù)值分析過程中，利用比例法調(diào)整地震作用的峰值加速度，采用B—R準(zhǔn)則判定結(jié)構(gòu)的動(dòng)

2、力穩(wěn)定臨界荷載。通過分析，對K8型單層球面網(wǎng)殼在豎向地震荷載作用下的動(dòng)力穩(wěn)定性能有了較全面的了解。關(guān)鍵詞：K8型網(wǎng)殼；非線性有限元；豎向地震作用；動(dòng)力穩(wěn)定分析中圖分類號：TU311．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ANonlineardynamicstabilityanalysisofK8single?！猯ayerlatticeddomesLUWei，SUNJian—heng，SUNChao，ZHAOShu—li(1．CollegeofUrbanandRuralConstruction，AgriculturalUniversityofHebei，Baoding071001，

3、China)2．BaodingVocationalandTechnicalCollege，Baoding071001，China)Abstract：TheK8single～layerlatticeddomes’8dynamicstabilityisanalyzedsystematicallyundertheverticalearthquakeloadinginthispaper．Basedonnonlinearfiniteelementtheory，thestabilityarestudiedconsideringlargedeflection．Inthen

4、umericalanalysis，theproportionalmethodisusedtoadjusttheaccelerationvalueoftheearthquakeloads，andtheB—Rruleisusedtodeterminethedynamicstabilitycriticalloadsofthestructures．Somesuggestionaboutthisstructureispresented．Keywords：K8gridshell；nonlinearfiniteelementmethod；verticalearthquak

5、eloading；dynamicstabilityanalysis網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有剛度大、自重輕、造型豐富美觀、面網(wǎng)殼在地震作用下的動(dòng)力穩(wěn)定問題進(jìn)行研究，通綜合技術(shù)指標(biāo)好等特點(diǎn)，是大跨度、大空間結(jié)構(gòu)的主過分析，對K8型單層球面網(wǎng)殼在豎向地震荷載作要結(jié)構(gòu)形式之一?。單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是其設(shè)用下的動(dòng)力穩(wěn)定性能有了較全面的了解。圖4～5計(jì)的決定因素。對于這類結(jié)構(gòu)在靜力作用下的穩(wěn)定分別為K8型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的平面圖與立面圖。性問題現(xiàn)已做過不少研究，文獻(xiàn)[2—3]等在網(wǎng)殼的1基本理論靜力穩(wěn)定方面取得了顯著成果。文獻(xiàn)[4—5]對單層柱面網(wǎng)殼進(jìn)行了動(dòng)力穩(wěn)定分析，文獻(xiàn)[6]對點(diǎn)支承

6、兩1．1基本假定向叉簡單層網(wǎng)殼進(jìn)行了動(dòng)力穩(wěn)定分析。K8型球面所有桿件初始為理想直桿，沿桿長等截面，且單網(wǎng)殼是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的，它具有網(wǎng)元截面為雙軸對稱，在桿件節(jié)點(diǎn)處無偏心，節(jié)點(diǎn)理想格劃分規(guī)則、受力合理等優(yōu)點(diǎn)。本研究對K8型球剛性連接；僅有節(jié)點(diǎn)荷載，且荷載方向與變形無關(guān)；收稿日期：2008——10——27基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(503248)作者簡介：路~(1983一)，女，河北滄州人，在讀碩士研究生，主要從事結(jié)構(gòu)工程方面研究通訊作者：孫建恒(1962一)，男，河北淶源人，博士，教授，主要從事結(jié)構(gòu)工程方面研究．第2期路維等：K8型單層

7、球面網(wǎng)殼非線性動(dòng)力穩(wěn)定分析117材料為線彈性、均質(zhì)和各向同性；結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)可產(chǎn)生大I_10，12]位移，但單元本身為小變形。根據(jù)幾何關(guān)系可求出單元節(jié)點(diǎn)位移增量和基本1．2空間梁單元切線剛度矩陣單元位移增量的關(guān)系如下：在單層網(wǎng)殼的非線性穩(wěn)定分析中，在迭代收斂{△}：[A]{A}(2)較快的U．L坐標(biāo)系中建立非線性方程，本研究采用其中：{△【，}：[A“1，A“2，A3，AM4，A“5，A“6，文獻(xiàn)[7]所推導(dǎo)的u．L坐標(biāo)系(如圖1)下的單元切A7，A8，A9，△l0，△甜ll，Al2J‘線剛度矩陣。在桿件單元上隨桿件移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的局對(2)式微分得：部坐標(biāo)系，空間粱

8、單元的桿端力向量如圖2。由于{AF}=[A]{AS}