網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

主講人：支旭東哈爾濱工業(yè)大學(xué)第三章網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)03-1專題：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性1/32內(nèi)容概要一、概述二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)全過程分析方法及實(shí)例分析三、單層球面網(wǎng)殼的穩(wěn)定性四、規(guī)程關(guān)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算的規(guī)定及說明2/32網(wǎng)殼失穩(wěn)現(xiàn)象的分類：即整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)整體失穩(wěn)是幾乎整個結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)偏離平衡位置而發(fā)生很大幾何變位的一種失穩(wěn)現(xiàn)象單根桿件失穩(wěn)是網(wǎng)殼中經(jīng)常發(fā)生的局部失穩(wěn)現(xiàn)象，點(diǎn)失穩(wěn)則是另一種局部失穩(wěn)現(xiàn)象。網(wǎng)殼的整體失穩(wěn)往往是從局部失穩(wěn)開始并逐漸形成的一、概述3/321.非線性連續(xù)化理論方法(擬殼法)

僅對少數(shù)特定的殼體(例如球面殼)才能得出較實(shí)用的公式

無法反映實(shí)際網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的不均勻構(gòu)造和各向異性的特點(diǎn)

無法考慮不同荷載分布的影響一、概述穩(wěn)定性分析是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題*網(wǎng)殼穩(wěn)定性評估的方法《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010中條：單層網(wǎng)殼以及厚度小于跨度1/50的雙層網(wǎng)殼均應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計算。4/322.模型試驗方法

耗費(fèi)時間，并且成本昂貴

無法考慮不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響3.非線性有限元——荷載-位移全過程分析

可以精確地反映結(jié)構(gòu)性能隨荷載變化的全貌

可以分析不同類型、不同網(wǎng)格、不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同荷載分布等多種情況

對工程設(shè)計人員而言比較復(fù)雜，較難掌握*網(wǎng)殼穩(wěn)定性評估的方法5/32二、球面網(wǎng)殼全過程分析實(shí)例球殼結(jié)構(gòu)簡圖圖中數(shù)字表示網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)發(fā)生跳躍屈曲的順序6/32網(wǎng)殼的全過程曲線（節(jié)點(diǎn)1-6）7/3逮28/3儀2這些差全過前程曲棍線形裁態(tài)變系化豐終富，制曲線拍上每魯個臨趴界點(diǎn)鳥對應(yīng)昌以某疼個節(jié)稿點(diǎn)為早主的交跳躍綁屈曲踩（見疼節(jié)點(diǎn)2全過干程）9/3半2網(wǎng)殼種在加揭載過綢程中雕若干抖時刻撿的位寺移形案態(tài)屈曲能范圍通從一錘個主桑肋節(jié)零點(diǎn)開塵始向字周圍士逐漸貧擴(kuò)散斷，最撤后在教網(wǎng)殼長上形杜成一研個很川大的薯凹陷10/3飯2網(wǎng)殼綠具有嚴(yán)不同竹初始頁缺陷(形狀貝偏差)時的猾全過效程曲勒線(假設(shè)狀初始剖形狀案偏差變與網(wǎng)喬殼的頑一階狠屈曲浩模態(tài)秘吻合)1.隨著盡初始貓缺陷杏的增酸加，建全過快程曲劇線的榨變化溫具有擦明顯崖規(guī)律剃性。2.球殼蔥對初姻始幾哈何缺鍬陷非農(nóng)常敏滾感，閱當(dāng)R=開6c百m(災(zāi)L/眾83糾0)矩,臨界口荷載廉降低冰到完圖善殼盞的55悲%。11/3浙2*單層瀉球面敬網(wǎng)殼秒穩(wěn)定離性分樹析方玩案網(wǎng)格賺劃分評形式濟(jì)：Ki攏ew游it輸t廳(K雀-8梁,K虜-6鴨);短程界線型吼、肋梅環(huán)斜辱桿型跨度餓：L＝40，50，60，70屠m(xù)矢跨館比:f/苦L=另1園/5輸,l釣/6羨,1抵/7歐,喝l/僅8.截面之尺寸溪：采用鋒四套首不同賠大小狂的桿待件截灑面(按設(shè)項計選摔擇截昨面)初始暢幾何乖缺陷改：完善愈殼、噴具有壓初始結(jié)缺陷(最大靠安裝和偏差R=惜L夜/1宅00穗0步-宰L/餡10法0)，采姥用一邊致缺瞞陷模惱態(tài)法不對售稱荷野載分嶺布：p/翅g=喊0陣,1冶/4求,1薦/2.(g——滿跨費(fèi)均布桐恒荷盈載;p——半跨改均布雀活荷帆載)三、歲單層泳球面者網(wǎng)殼忘的穩(wěn)陰定性12/3武2滿跨腰均布采荷載礙下K8型網(wǎng)殼敵的全沸過程糊曲線點(diǎn)線帶缺歐陷實(shí)線完善造殼13/3激2球面程網(wǎng)殼青的屈鉛曲模釋態(tài)球面池網(wǎng)殼舍的屈昂曲多寶數(shù)情瞎況下蔽表現(xiàn)予為殼讓面上爺一個全或若敞干個局部吵凹陷的形航式，遮這種帳凹陷注從某壺一節(jié)冠點(diǎn)的遞跳躍醒屈曲峽開始樓，凹盤陷的側(cè)范圍號逐漸浸擴(kuò)大殖。Ki遮ew斷it繞t網(wǎng)殼燥屈曲追從主肋教節(jié)點(diǎn)開始呼；肋咐環(huán)斜唯桿型冬一般昆從第三等環(huán)(自外觸圈算井起)上某眼一結(jié)壇點(diǎn)開萬始；策短程婦線型響網(wǎng)殼魔則從三角晚形球酒面上某帝一結(jié)肥點(diǎn)開連始14/3駝2不同鏟荷載幕分布元對球面扮網(wǎng)殼砌穩(wěn)定晚性的啞影響p/怖g=派0興,1揀/4他,1口/2三條直曲線駝幾乎刷完全臘重合15/3銀2初始天缺陷叮大小蘭對球琴面網(wǎng)秋殼穩(wěn)鵲定性籃的影仿響(r=液0,孟3,污6,酒10男,2畫0,鋸30演,4僻0,坐50咽,6或0c固m)不同坡初始得缺陷浮時的欺全過苗程曲格線Ki策ew套it偉t網(wǎng)殼(D=鳴60豆m)畸變落結(jié)構(gòu)16/3劣2開始自階段億，極昨限荷淡載隨畏缺陷質(zhì)增大挎迅速快下降錫，至硬缺陷哪為20駁cm腎(袋L/謊30津0)時達(dá)邁最小刮值，越此時犧極限埋荷載墨為完欣善網(wǎng)練殼的50％左班右。擦缺陷宋再進(jìn)滲一步堂增大服時，戴網(wǎng)殼依己嚴(yán)升更偏紋離原醒來的接球面棄形狀慰，受饅力也弊偏離繪薄膜絹內(nèi)力熊主導(dǎo)躲狀態(tài)逆，變渴成了釀一種“畸形巧結(jié)構(gòu)”。事實(shí)滔上，彼當(dāng)初匯始缺收陷超商過一的定限交度后版，這磨種具傍有過叔大初致始缺請陷的擇網(wǎng)殼贏剛度首很小壞，位切移發(fā)義展很椅快，愁盡管僅荷載鉛可能召保持錫上升濾趨勢涌，但束在工荒程上火已沒身有意坊義。L/膨50落0~導(dǎo)L/從30凍0的安裝厲偏差期定為各球面網(wǎng)殼產(chǎn)可以君接受嫂的最大嚷允許家缺陷停；把理辭想網(wǎng)水殼極矩限荷載宅的50％定為實(shí)際笑網(wǎng)殼行的極惜限承載海力17/3載2l.球面格網(wǎng)殼絨均表宋現(xiàn)出停極佳防空間序工作仙性能荒，因挖而荷男載的孝不對借稱分胖布對甲它們貸的極筆限荷忽載幾搬乎沒砌有影裝響。殘因而判實(shí)際便應(yīng)用夫時，預(yù)荷載助按恒尚荷+活荷樹滿跨遇均布牧考慮跡。2.從實(shí)插用角北度，克似乎鵲可以儀將L/圍50做0~仰L/傲30懶0的安妨裝偏淡差定符為球撐面網(wǎng)太殼可窮以接懷受的以最大釘允許芝缺陷呈；同嫌時把剩理想溜網(wǎng)殼咸極限盤荷載報的50％定剪為實(shí)躺際網(wǎng)朗殼的舍極限嗚承載倉力?！犊臻g狼網(wǎng)格替結(jié)構(gòu)放技術(shù)衰規(guī)程》J幣GJ某7-島20熔10中條：丈進(jìn)行偽網(wǎng)殼餓全過定程分挑析求言得的謎第一靠個臨睬界點(diǎn)體處的愿荷載薪值，膠可作饑為網(wǎng)叨殼的皇穩(wěn)定魄極限帆承載福力。18/3峰2采用牙回歸眨分析濕的方概法為陳球面蟲網(wǎng)殼嫌的穩(wěn)雅定驗沈算推悟?qū)б换閭€適饞當(dāng)?shù)哪翑M合叢公式惹，借拘鑒殼沿體穩(wěn)觸定性用的線茫彈性策解析狼公式轟：r——球面得的曲淺率半符徑(m幕)；Be——網(wǎng)殼獅的等坡效薄則膜剛乖度(k阿N/羨m)；De——網(wǎng)殼攻的等繡效抗哨彎剛晌度(k句N·m)露;k——待定扮擬合變系數(shù)qcr——穩(wěn)定隆極限承載爬力19/3橡2平均奴值/唉95膠%保證仙率的推取值(針對炭理想平網(wǎng)殼仰、線掘彈性眾材料厲計算傅結(jié)果)k=洗2.害34副/瘡2打.1冬8揉,畝K8型網(wǎng)逼殼k=愚2.奪52膠/猜2淘.2鉗7晨,甲K6型網(wǎng)鑰殼k=葵2.夕24這/血2迫.0屆7父,短程跳線型煌網(wǎng)殼k=誼2.陣30攤/綁2漂.1猶7灑,肋環(huán)宏斜桿翁型網(wǎng)僅殼對理勞想網(wǎng)征殼的構(gòu)系數(shù)K（回路歸得乓到）平均寶取值購為2.渠17綜合墾考慮訊各種迫因素舞（折吼減系猾數(shù)為0.攝5，主堂要為令初始唇缺陷聰影響）眾，最城后建死議對所各類伯實(shí)際哲球面匆網(wǎng)殼例的極刷限承向載力術(shù)統(tǒng)一射按如借下公玻式計位算：20/3親2[qks]—移—穩(wěn)定疏容許承載舉力適用層范圍仰：跨港度小詠于50借m《空間首網(wǎng)格己結(jié)構(gòu)終技術(shù)雅規(guī)程》J占GJ睬7-請20推10中條：占網(wǎng)殼嘗穩(wěn)定鐵容許煉承載朵力[qks]（荷旅載取戀標(biāo)準(zhǔn)誦值）雀應(yīng)等抗于網(wǎng)訂殼穩(wěn)象定極終限承夾載力qcr除以舊安全拳系數(shù)K。當(dāng)游按彈樓塑性轉(zhuǎn)全過浮程分鬼析時橫，安毯全系頑數(shù)K可取摘為2.債0；當(dāng)邊按彈獅性全碎過程仿分析礙時，徐安全扁系數(shù)K可取4.怖2。21/3鐵2四、蔽其它拖關(guān)于顫網(wǎng)殼倍結(jié)構(gòu)漆穩(wěn)定暑性驗憐算問組題的賞說明1.單層蛛網(wǎng)殼禿和厚煤度較妙小的揪雙層娘網(wǎng)殼其均存滾在總躬體失趨穩(wěn)(包括剝局部衡殼面霸失穩(wěn))的可獵能性當(dāng)；設(shè)陳計某煮些單軍層網(wǎng)丟殼時特，穩(wěn)蝴定性停還可況能起態(tài)控制拔作用哪，因晉而對憂這些扁網(wǎng)殼恰應(yīng)進(jìn)劣行穩(wěn)冬定性美計算光。*對鞍森形網(wǎng)屈殼來頑說，叉建議考采用兇結(jié)構(gòu)未整體趟剛度騙驗算莫來代乓替復(fù)閃雜的繡穩(wěn)定蜻性驗槍算。2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)荷載-位移變?nèi)^地程分趨析可佩以把撿結(jié)構(gòu)躺強(qiáng)度慈、穩(wěn)幼定乃野至剛開度等細(xì)性能頸的整你個變多化歷鹽程表券示得殊十分奮清楚傘，因該而可頑以從袋最精窮確的軌意義蛇上來俯研究戶結(jié)構(gòu)躬的穩(wěn)汗定性坑問題斷。僅考鹽慮幾孤何非暴線性齒的荷拳載-位移遠(yuǎn)全過昂程分德析方妖法已敞相當(dāng)辮成熟扣。因緣瑞而現(xiàn)煤在完鬧全有鵝可能皆要求啄對實(shí)樣際大拜型網(wǎng)般殼結(jié)煌構(gòu)進(jìn)近行考熟慮幾絕何非懇線性莊的荷求載-位移揚(yáng)全過僅程分荷析，沙在此令基礎(chǔ)敞上，近確定殿其穩(wěn)敞定性灘承載延力。*如果兇全過煙程分步析中揀還要綁進(jìn)一靜步考抗慮材府料的源彈塑羞性能尿，方頓法就躺繁復(fù)綁得多治，目嗽前還棗不宜捆對多滋數(shù)工烘程提劃出這剪一要鍋求。22/3廢23.設(shè)網(wǎng)托殼受味恒載g和活機(jī)載q作用游，且覽其穩(wěn)巡壽定性老承載憑力以(g+q)來衡松量，朽分析善表明離，荷頸載的月不對誼稱分亦布(實(shí)際戴計算聽中取乖活載惑的半迫跨分膀布)對球刷面網(wǎng)糟殼的偵穩(wěn)定浮性承房誠載力棋無不舅利影虜響，裁對四層邊支親承的辦柱面末網(wǎng)殼屆當(dāng)其銳長寬稀比上L/停B≤1遷.2時，圓活載帶的半遲跨分費(fèi)布對烘網(wǎng)殼植穩(wěn)定觸性承落載力志有一垮定影微響。狀對橢服圓拋駛物面捕網(wǎng)殼麗和兩咽端支致承的駛圓柱放面網(wǎng)騎殼，客這種鄉(xiāng)豐影響點(diǎn)則較跡大，魚應(yīng)在討計算坡中考烘慮(參加眾規(guī)程扔條)。4.網(wǎng)殼鋒缺陷昏包括油節(jié)點(diǎn)乒位置嬸的安獨(dú)裝偏追差、瘋桿件冷的初聰彎曲淹、桿慎什對街節(jié)點(diǎn)滔的偏稍心等懇，后株面兩捆項是礙與桿園件有然關(guān)的畏缺陷燃。在分枝析網(wǎng)泊殼穩(wěn)籃定性劉時有淋一個觀前提活，即差網(wǎng)殼伯所有律桿件噸在強(qiáng)藏度設(shè)數(shù)計階像段是聰都已押經(jīng)過適設(shè)計睬計算鞠保證紋了強(qiáng)罷度和外穩(wěn)定勺性的懼。這晶樣，盈與桿瓦件有莫關(guān)的較缺陷嘉對網(wǎng)叉殼總揮體穩(wěn)呀定性(包括雕局部宣殼面拔失穩(wěn)晌問題)的影獄響就擠自然博地被插限制避在一席定范枯圍內(nèi)砌，因亦而此熊處主貞要考仆慮了座網(wǎng)殼騎初始荒幾何債缺陷(節(jié)點(diǎn)戰(zhàn)位置陽偏差)對穩(wěn)逢定性果的影償響。*至于盡缺陷蜓的最艱大值爺，按校理應(yīng)呈采用險施工沈中的恐容許鋤最大渣安裝棒偏差卸；但較大量面實(shí)例晝表明解，當(dāng)允缺陷萌達(dá)到五跨度兵的1/野30替0左右朱時，繳其影鞭響才故充分奇展現(xiàn)宮；從合偏于冤安全路角度焦考慮眨