網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-01-24
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的視頻教程
多類型球面網(wǎng)殼參數(shù)網(wǎng)格劃分工具
本課程介紹了各種網(wǎng)格劃分類型的球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的參數(shù)化生成工具。
免費 1分鐘 83播放
查看
大跨度鋼結(jié)構(gòu)倒塌
大跨度鋼結(jié)構(gòu)有很多種類型，張弦梁，斜拉橋，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，索穹頂?shù)鹊龋魇┘宇A(yù)應(yīng)力，提供剛度，維持結(jié)構(gòu)整體的剛度和支撐，在偶然荷載下某根桿件失效或者突然破斷會引起一系列的反應(yīng)，可能發(fā)生連續(xù)倒塌，對人民財產(chǎn)和安全造成巨大損失，因此，對結(jié)構(gòu)進行倒塌分析是必然的，對實際工程的施工和設(shè)計也有十分重要的意義。
免費 4分鐘 411播放
查看
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的實例教程
摘要：為了研究環(huán)境因素對機場大跨度懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載分布特性的影響，通過在SSTk-ω湍流模型的基礎(chǔ)上結(jié)合CFD技術(shù)對懸掛網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進行風(fēng)洞試驗數(shù)值模擬，驗證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性并對比研究了周邊建筑、圍護結(jié)構(gòu)、地勢高低與支撐結(jié)構(gòu)等不同環(huán)境因素下懸掛網(wǎng)殼風(fēng)荷載分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)：周邊建筑可以對風(fēng)荷載起到遮擋效果，降低網(wǎng)殼表面風(fēng)壓，遮擋效果隨著夾角的增大逐漸衰弱；有圍護結(jié)構(gòu)的封閉式懸掛網(wǎng)殼較開放式懸掛網(wǎng)殼存在更大的風(fēng)壓梯度，在一定程度上可以提高結(jié)構(gòu)承風(fēng)能力，但對于非規(guī)則網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)無規(guī)律可循，故在實際工程中，需根據(jù)情況具體分析；隨著懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)所處地勢高度的增加，其受到風(fēng)壓的影響程度有一定的增幅，但當(dāng)?shù)貏葑兓町惒淮髸r，結(jié)構(gòu)受風(fēng)擾動不明顯；拱梁對結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布趨勢影響較小，對風(fēng)荷載起到了遮擋作用，可以降低懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)值。
展開 模型特點與優(yōu)勢
本案例的主要特點包括以下幾點：
純參數(shù)化建模方式，可快速生成不同幾何形態(tài)的肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
支持 BEAM4 與 LINK8 兩種單元類型的自動切換，便于進行不同精度的受力分析。
模型腳本可直接運行，無需前處理操作，生成速度快、穩(wěn)定性好。
計算完成后可自動出圖，自動生成結(jié)構(gòu)形態(tài)及變形云圖，提高工作效率。
可在此基礎(chǔ)上進行屈曲分析、模態(tài)分析或荷載敏感性研究。
參數(shù)設(shè)置清晰，便于工程應(yīng)用中的二次開發(fā)，可以快速展開分析，拿之能用。
該案例在結(jié)構(gòu)分析效率與可擴展性之間取得了良好平衡，非常適合用于快速驗證方案可行性、分析網(wǎng)殼整體穩(wěn)定性或作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究的初始模型。
1.4. 適用人群與應(yīng)用場景
該案例適用于以下人員與場景：
從事空間結(jié)構(gòu)與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)仿真的工程師；
ANSYS APDL 初學(xué)者及進階用戶，學(xué)習(xí)參數(shù)化建模方法；
需要快速建立網(wǎng)殼或網(wǎng)架模型進行屈曲與穩(wěn)定性分析的技術(shù)人員。
通過該腳本，用戶可在極短時間內(nèi)建立出復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)模型，進行初步受力或屈曲分析，并可據(jù)此繼續(xù)擴展為更復(fù)雜的荷載或非線性計算模型。
1.5. 可擴展方向
基于本模型的參數(shù)化特性，用戶可進一步開展以下研究與應(yīng)用：
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)屈曲分析與整體穩(wěn)定性研究；
不同矢高與環(huán)數(shù)對剛度及臨界荷載的影響分析；
模態(tài)分析與振型識別；
參數(shù)靈敏度分析與優(yōu)化設(shè)計；
與外部工具（MATLAB、Python）聯(lián)動實現(xiàn)自動批量計算；
圖形輸出與報告生成自動化研究。
該模型在參數(shù)化設(shè)計、批量計算及結(jié)構(gòu)自動分析方向上具有良好的拓展?jié)摿Α?1.6. 模型文件清單
Ribbed-typeSphericalSteelReticulatedShell.mac —— 參數(shù)化建模及自動出圖命令流文件。
展開 概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的聯(lián)方型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精細建模與自動化分析過程。模型采用全參數(shù)化建模思路，通過少量參數(shù)輸入即可自動生成可計算模型，并完成振動模態(tài)分析與自動出圖。該模型適用于快速建立空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、進行振型特性分析等多種場景。
圖1-1 實際圖1
圖1-2 實際圖2
模型中，經(jīng)線與緯線桿件可自定義采用 BEAM4 或 LINK8 單元，用戶可根據(jù)精度與計算需求自由切換。輸入?yún)?shù)包括矢高、環(huán)數(shù)、徑數(shù)等幾何控制量，修改后模型會自動更新。模型還支持自動生成結(jié)果圖形與可視化輸出，并配套有輔助動圖與教學(xué)視頻，幫助用戶理解模型構(gòu)建與運行過程。
圖1-3 振動模態(tài)
1.2. 建模思路與功能設(shè)計
聯(lián)方型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種常用于屋蓋與空間結(jié)構(gòu)的高效受力體系，特點是桿件布置規(guī)律、整體剛度高。本案例通過 ANSYS APDL 參數(shù)化腳本實現(xiàn)自動化建模，采用經(jīng)、緯桿交織的空間幾何布局構(gòu)建聯(lián)方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
在腳本中，節(jié)點位置、單元連接、材料屬性與截面特性均通過參數(shù)化控制生成。用戶只需在開頭部分輸入矢高（決定網(wǎng)殼曲率）、環(huán)數(shù)（決定網(wǎng)殼分層）、徑數(shù)（決定分區(qū)數(shù)量），模型即可自動完成節(jié)點分布計算與單元劃分。
同時，腳本允許用戶選擇 單元類型（BEAM4 或 LINK8），以適配不同分析類型。
模型生成完成后，程序?qū)⒆詣訄?zhí)行求解步驟，并輸出幾何圖形、模態(tài)振型及結(jié)果云圖。
自動出圖功能可生成靜態(tài)圖形與模態(tài)變形圖，結(jié)合教學(xué)視頻或動圖展示，可直觀觀察網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特征。
1.3.
展開 （一）背景及基礎(chǔ)理論
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種重要的空間結(jié)構(gòu)形式，對于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)來說，穩(wěn)定性問題是其結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要問題。對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題來說，考慮材料-幾何雙重非線性下的非線性屈曲的求解方法一直是計算力學(xué)中的具有挑戰(zhàn)性的研究方向。本質(zhì)上，非線性屈曲實際上要求解的是一個非線性靜力問題，在有限元中最終轉(zhuǎn)化為非線性方程組的求解，目前常見的非線性方程組的求解方法有牛頓迭代法、擬牛頓迭代法、增量法、增量迭代法和弧長法等。在abaqus中，如果采用static，general類型的step，則軟件采用增量迭代法進行計算，具體是將荷載/位移分為多個增量步加載，而每一個增量步內(nèi)又采用牛頓迭代法進行求解。
對于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)來說，在abaqus中，其計算非線性屈曲主要采用兩種方法：增量迭代法和弧長法。增量迭代法又分荷載增量迭代和位移增量迭代。對于單層網(wǎng)殼，由于通常情況下其所受的外荷載已知而在外荷載的位移未知，因此實際工程中事實上很難采用位移增量迭代，而對于荷載增量迭代，其具體過程如圖一所示：
圖一 基于荷載增量的增量迭代法
基于荷載增量迭代的具體求解過程可知，如果荷載-位移曲線存在下降段，則荷載增量迭代實際上在曲線接近峰值時由于剛度接近0而不收斂，難以繼續(xù)求解，具體過程如圖二所示：
圖二 基于荷載增量的不收斂示意
目前應(yīng)對此缺陷的方法是采用弧長法，其具體過程如圖三。
展開 基于ANSYS某單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析
注：此文核心內(nèi)容非水哥原創(chuàng)，水哥只做部分語言美化與校核工作，出于私密性要求，本文不提供命令流學(xué)習(xí)。
所謂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其實是指由一種桿件組成的曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，也可以看成是曲面的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的固有特性。因而其具有結(jié)構(gòu)形式多樣，跨度大，質(zhì)量輕，現(xiàn)場安裝簡便等特點，近年來被廣泛用于建筑工程中。以下工程皆為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
日本名谷屋體育館
福岡體育館
天津體育館
上海國際會議中心
雖然網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有如此多的優(yōu)點，但同時也應(yīng)該注意到國內(nèi)外常有網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)倒塌事故的發(fā)生，而其中結(jié)構(gòu)的整體性失穩(wěn)已成為一種關(guān)鍵性因素。
本文以某單層球面網(wǎng)殼為例，采用ANSYS軟件對其進行了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析，該網(wǎng)殼大概情況如下：跨度40米，矢高8米，勁肋為6，環(huán)桿的圈數(shù)為5，主要截面為外部直徑為152mm，壁厚為5mm的鋼管。
本次分析主要包括以下內(nèi)容：
1、等效節(jié)點荷載的轉(zhuǎn)換
2、施加等效節(jié)點荷載，網(wǎng)殼的靜力分析
3、網(wǎng)殼屈曲分析
4、考慮幾何非線性(幾何缺陷)的穩(wěn)定性分析
5、改變矢跨比后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析
6、考慮材料非線性和幾何非線性后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析。
結(jié)構(gòu)建模思路主要為通過有規(guī)律的節(jié)點坐標(biāo)，建立節(jié)點，通過節(jié)點建立我們所需單元，單元這里采用beam189以及mass21(考慮節(jié)點安裝質(zhì)量)。
展開 
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的聯(lián)方型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精細建模與自動化分析過程。模型采用全參數(shù)化建模思路，通過少量參數(shù)輸入即可自動生成可計算模型，并完成振動模態(tài)分析與自動出圖。該模型適用于快速建立空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、進行振型特性分析等多種場景。
模型的核心特點是實現(xiàn)了幾何參數(shù)與單元類型的高度可控化，能夠根據(jù)用戶輸入的矢高、環(huán)數(shù)、徑數(shù)自動生成肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元模型。模型在腳本中設(shè)置了單元類型選擇功能，可自由切換使用 BEAM4 或 LINK8 元素，以適應(yīng)不同的分析需求。
1.1. 建模思路與功能設(shè)計
模型采用基于經(jīng)線與緯線構(gòu)成的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系。
1 節(jié)點構(gòu)造
1.1 工程概況
本文分析節(jié)點來源于湖北省襄陽市某港口貨棚項目，該貨棚結(jié)構(gòu)形式為正放四角錐網(wǎng)架螺栓球節(jié)點網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其形狀為橢圓拋物面網(wǎng)殼，其桿件為薄壁管形斷面。
作品名稱：仿真技術(shù)在全球首座懸臂式基礎(chǔ)27萬方LNG儲罐中的應(yīng)用
作品類型：文本
作者及單位：陳團海 | 中海石油氣電集團有限責(zé)任公司
作品簡介：由于液化天然氣(LNG)站址的限制，LNG儲罐被布置在部分基巖部分土層的基礎(chǔ)上，稱為“懸臂式”基礎(chǔ)LNG儲罐，再加上大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，懸臂式基礎(chǔ)27萬LNG儲罐的設(shè)計難度非常大。
本項目結(jié)構(gòu)外筒與空間結(jié)構(gòu)的單層網(wǎng)殼在結(jié)構(gòu)形式和受力方式上存在相似的特點，因此對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定分析是十分必要的，結(jié)構(gòu)的第一階屈曲模態(tài)表現(xiàn)為外筒殼的面外屈曲。為保證結(jié)構(gòu)安全，考慮幾何非線性和材料的非線性，對結(jié)構(gòu)進行全過程彈塑性荷載-位移分析。
2.3 雙非線性穩(wěn)定性分析
某空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，對其做線性屈曲分析（臨界失穩(wěn)）和雙非線性穩(wěn)定分析（幾何非線性+彈塑性），并跟ABAQUS結(jié)果進行對比，加載模式包括半跨加載和滿跨加載。
3.2.2 圍護結(jié)構(gòu)對懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓影響程度
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分為封閉式和開放式，兩者的區(qū)別在于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的周邊是否存在圍護結(jié)構(gòu)，因此周邊圍護結(jié)構(gòu)對懸掛網(wǎng)殼的表面風(fēng)壓系數(shù)也有一定的影響。
一開始我們也準(zhǔn)備按Abaqus實現(xiàn)，但后來深入研究后發(fā)現(xiàn)Abaqus的B33雖然是Euler梁，它的后臺算法和普通的3次梁還是做了較大的修正，它的剛度陣是14X14，比普通的12X12多了兩個內(nèi)部自由度，不清楚為何這么做，沒找到它對應(yīng)的理論，同時，我們對比發(fā)現(xiàn)當(dāng)梁數(shù)目不多時，Abaqus的B33精度并不很好，如下面用戶采用Abaqus/Nastran/Ansys/Midas/iSolver五款CAE軟件計算的球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的自振頻率的例子
該項目穹頂位于1#樓內(nèi)部中庭空間上部，
為聯(lián)方-凱威特混合型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，
最大直徑59米，矢高10米，穹頂總重量260噸。
1963年羅馬尼亞布加勒斯特的一個跨度為93.5m的網(wǎng)殼屋蓋在一場大雪后被壓垮，其原因就是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。近年來，隨著各類大跨空間結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題變得尤為突出。穩(wěn)定性分析（屈曲分析）已經(jīng)成為各類結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的關(guān)鍵性問題。本節(jié)簡單介紹ANSYS屈曲分析的有關(guān)概念和理論背景。結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞一般可分為如下兩種，即分支型失穩(wěn)和極值型失穩(wěn)。
