网壳屈曲分析

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:1. 打开建好的网壳模型2. 输入荷载工况并施加单位荷载3. 定义屈曲分析控制数据4. 运行分析找到结构基本屈曲模态的屈曲向量5. 考虑规范规定的初始缺陷调整模型6. 运行分析并查看结果7. 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

2、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。Ø 荷载工况 1 自重 Ø 荷载工况 2 屋面恒荷载 2kNØ 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。1. 点击主菜单荷载>静力荷载工况 2. 在对话窗口中输入如图2所示的荷载工况²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

3、。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。1. 在功能列表(图3的u)中选择自重2. 在荷载工况名称选择栏选择自重 3. 在自重系数的Z中输入-14. 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

4、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1. 查看图6中屈曲向量最大的点，该例子中最大的为节点392. 按规范计算初始缺陷最大值（跨度的1/300）3. 计算初始缺陷最大值与屈曲向量最大值的比值4. 所有屈曲向量均乘以这个比值，得到各

5、节点的初始缺陷5. 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 6. 新的模型即是考虑了初始缺陷的网壳模型 7. EXCEL计算情况见图9² 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、UZ² 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。1. 运行分析2. 查看结果：主菜单>结果>屈曲模态 查看图形结果，如图113. 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

6、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。1. 自动生成荷载组合2. 建立或修改需要转换成非线性荷载工况的荷载组合，如图133. 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144. 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155. 设定非线性控制数据：主菜单>分析>非线性分析数据，如图166. 查看荷载位移曲线：结果>阶段/步骤时程图表，如图17系数可修改建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合图13 建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合 图14 由建立