整體穩(wěn)定分析
關(guān)注創(chuàng)建者：歐美規(guī)范和軟件 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-25
整體穩(wěn)定分析的視頻教程
橫向穩(wěn)定桿MNF文件生成，外聯(lián)點(diǎn)設(shè)置及穩(wěn)定桿模態(tài)分析
1、基于Optistruct的橫向穩(wěn)定桿MNF文件生成方法； 2、橫向穩(wěn)定桿外聯(lián)點(diǎn)設(shè)置方法； 3、MNF文件導(dǎo)入ADAMS及其使用方法介紹； 4、應(yīng)用Optistruct進(jìn)行橫向穩(wěn)定桿模態(tài)計(jì)算，并與MNF文件模態(tài)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
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鋼筋混凝土柱、節(jié)點(diǎn)、整體框架滯回分析(4)—剪力墻滯回分析
本課程是SeismoStruct系列的第四個(gè)視頻，選取西建大做的一個(gè)剪力墻JLQ3試驗(yàn)（發(fā)表在土木工程學(xué)報(bào)）。課程主要包括： （1）詳細(xì)介紹在SeismoStruct里建立剪力墻過(guò)程，包括定義材料、截面、單元、加載等； （2）后處理導(dǎo)出滯回曲線、查看鋼筋、混凝土的應(yīng)力狀態(tài)； （3）改變剪力墻軸壓比對(duì)比軸壓比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。 附件包括：模型文件、模擬結(jié)果Excel表格、模擬論文。 注：由于個(gè)人水平有限
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鋼筋混凝土柱、節(jié)點(diǎn)、整體框架滯回分析(3)—框架填充墻滯回分析
本課程是SeismoStruct系列的第三個(gè)視頻—框架填充墻建模以及滯回模擬分析。
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整體穩(wěn)定分析的實(shí)例教程
01
整體穩(wěn)定分析的意義
為什么需要進(jìn)行整體穩(wěn)定分析？哪些結(jié)構(gòu)需要？
我們知道在鋼構(gòu)件驗(yàn)算時(shí)，需要驗(yàn)算腹板和翼緣的穩(wěn)定性，保證板件的高厚比或?qū)捄癖仍谝欢ㄏ拗捣秶鷥?nèi)，這叫局部穩(wěn)定驗(yàn)算。桿件是由腹板和翼緣組成的，即使腹板和翼緣不會(huì)局部失穩(wěn)，如果桿件軸壓較大，或者長(zhǎng)細(xì)比較大，還容易出現(xiàn)桿件層面的穩(wěn)定問(wèn)題，還需要桿件穩(wěn)定驗(yàn)算。
結(jié)構(gòu)是由桿件組成的，對(duì)于某些結(jié)構(gòu)（比如單層網(wǎng)殼）宏觀上結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較大軸壓力，即使我們保證了桿件層面穩(wěn)定，也不能保證整體層面穩(wěn)定。因此這類結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算，這如同局部穩(wěn)定和桿件穩(wěn)定的關(guān)系。對(duì)于結(jié)構(gòu)而言桿件就是結(jié)構(gòu)的局部。而那些宏觀來(lái)看主要是抗彎的空間結(jié)構(gòu)（比如平板網(wǎng)架）則無(wú)需進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算，保證桿件穩(wěn)定就可以了。
展開(kāi) 第五步、改變矢跨比后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析
原結(jié)構(gòu)矢跨比為1/5，現(xiàn)將其跨度改為32m，矢跨比為1/4，按照上述思路進(jìn)行同樣的分析，對(duì)比圖如下：
跨度為32m,矢跨比為1/4
可以看出，矢跨比對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載極限荷載有較大影響，矢跨比大的結(jié)構(gòu)，荷載系數(shù)將越大，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性越好。同時(shí)，隨著初始缺陷值增大，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能也隨之下降。失跨比與初始缺陷同樣影響著結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能。
第六、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。
使用原始模型，失跨比為1/5，最大初始缺陷為0.0993m（0.1倍），不考慮材料非線性時(shí)屈曲荷載系數(shù)為5.80，同時(shí)考慮材料非線性，荷載系數(shù)為5.70，結(jié)果如下圖。《規(guī)程》要求當(dāng)按彈性全過(guò)程分析時(shí)，安全系數(shù)K可取為2.0，此模型同樣符合要求。材料特性采用理想彈塑性。
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展開(kāi) DeepEX中邊坡分析操作概述
在DeepEX中進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，其操作思路大體可以分為以下三步：1）建立邊坡模型；2）邊坡分析設(shè)置；3）分析計(jì)算。
其中，邊坡建模和分析計(jì)算操作比較簡(jiǎn)單。DeepEX提供了兩種邊坡建模方法，一種是直接建模，另外一種是DXF文件導(dǎo)入建模。當(dāng)邊坡形狀比較復(fù)雜或者已有現(xiàn)成的DXF文件時(shí)，用戶可以直接導(dǎo)入DXF文件建立邊坡模型。當(dāng)邊坡比較簡(jiǎn)單時(shí)，可以在【一般】選項(xiàng)→【地表設(shè)置選項(xiàng)】中選擇【左側(cè)斜坡】或【右側(cè)斜坡】選項(xiàng)，即可打開(kāi)編輯邊坡的對(duì)話框，如圖1所示。在該對(duì)話框中可以編輯邊坡坡度、放坡類型、臺(tái)階尺寸等數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)建出邊坡模型。分析計(jì)算只需點(diǎn)擊【計(jì)算邊坡】按鈕即可，計(jì)算完成之后就能得到相應(yīng)的安全系數(shù)結(jié)果。唯一需要注意的是，在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算之前，必須先完成常規(guī)計(jì)算。
圖1 設(shè)置邊坡形狀
在建立邊坡模型后，邊坡穩(wěn)定性分析中最關(guān)鍵的操作就是邊坡分析設(shè)置。首先，用戶需要在【邊坡】選項(xiàng)中勾選【整體穩(wěn)定性分析】（如圖2），才能進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)置。勾選之后，單擊【選項(xiàng)】按鈕即可打開(kāi)【邊坡穩(wěn)定性分析選項(xiàng)】對(duì)話框，如圖3所示。在該對(duì)話框中用戶可以選擇邊坡穩(wěn)定性分析方法，設(shè)置圓弧中心范圍、半徑搜索方法，選擇是否考慮邊坡周?chē)A(chǔ)荷載、支撐極限承載力以及是否考慮坡頂土體拉裂等。完成邊坡分析設(shè)置之后，即可進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
圖2 【邊坡】選項(xiàng)
圖3 邊坡穩(wěn)定性分析選項(xiàng)
3 算例演示
本案例來(lái)自于Giam和Donald（1989）給出解答的一系列邊坡分析案例中最簡(jiǎn)單的一個(gè)。Giam和Donald得到的計(jì)算結(jié)果在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可，因此他們的案例成為各種邊坡分析軟件的驗(yàn)證案例。本文選取該案例來(lái)驗(yàn)證DeepEX計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
展開(kāi) 國(guó)標(biāo)受彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)φb。
這個(gè)系數(shù)的計(jì)算公式與截面形狀/支撐情況/荷載形式/加載位置等諸多因素相關(guān)。
而實(shí)際工程中，截面形式/荷載情況/邊界支撐可能更復(fù)雜，超出附錄C的規(guī)定，導(dǎo)致無(wú)公式可用。
那么有沒(méi)有一種更通用的方法計(jì)算φb呢？
一、通用的整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式
《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(jì)》7.7.7提到，我國(guó)規(guī)范上所用的穩(wěn)定系數(shù)φb實(shí)際上是以兩端簡(jiǎn)支純彎構(gòu)件的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲彈性臨界荷載Mcr的公式為基礎(chǔ)得到的。
由于Mcr是純彎構(gòu)件的，而實(shí)際情況可能是均布荷載/集中荷載/混合等，荷載可能作用在上翼緣/下翼緣，可能有側(cè)向支承等，這些情況的Mcr需要根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果用βb進(jìn)行修正使得βb*Mcr與數(shù)值法得到的結(jié)果一致。
如果我們能通過(guò)數(shù)值法直接得到的構(gòu)件的Mcr，實(shí)際上就可以避免使用附錄C，直接由φb的定義公式進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以考慮更為復(fù)雜的支撐情況和荷載情況。解決某些情況附錄C不適用的問(wèn)題。
而RFEM6中就可以利用數(shù)值法得到Mcr，并且可以設(shè)置各種簡(jiǎn)支/固定/彈性邊界，考慮荷載作用位置等因素。
為了驗(yàn)證軟件計(jì)算精度，我們先了解下《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(jì)》中幾種情況下計(jì)算Mcr的解析公式：純彎/均布荷載/集中荷載。分別使用該書(shū)上的公式：7.10/7.35/7.41。公式具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)該書(shū)。
二、截面特性計(jì)算
計(jì)算臨界彎矩需要用到截面的特性，這里先對(duì)截面特性進(jìn)行對(duì)比，確保公式所用截面特性數(shù)據(jù)與軟件基本一致。
展開(kāi) abaqus整體結(jié)構(gòu)分析提交分析時(shí)中斷是什么原因？
整體穩(wěn)定分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
整體穩(wěn)定分析的最新內(nèi)容
某廠脫硫塔整體系統(tǒng)阻力分析9個(gè)月前
項(xiàng)目簡(jiǎn)介
某廠脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法，采用出口直排鋼煙囪，系統(tǒng)不設(shè)增壓風(fēng)機(jī)，脫硫系統(tǒng)阻力由窯尾風(fēng)機(jī)克服，風(fēng)機(jī)位于系統(tǒng)前端，脫硫系統(tǒng)正壓運(yùn)行。運(yùn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)在滿負(fù)荷運(yùn)行中出現(xiàn)阻力大的情況，現(xiàn)場(chǎng)分析可能為二級(jí)除霧器結(jié)垢，即除霧器葉片表面被漿液或顆粒物覆蓋，造成氣流通道變窄，但在停機(jī)后檢查，二級(jí)除霧器并無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，也無(wú)堵塞。因此分析為工況滿負(fù)荷后，煙氣量超過(guò)設(shè)計(jì)煙氣量，造成二級(jí)除霧器流速過(guò)大
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本次模擬對(duì)象為海德堡袋除塵器，除塵器進(jìn)口煙道煙氣來(lái)流方向與除塵器中煙氣流向垂直，煙氣進(jìn)入除塵器時(shí)易發(fā)生偏流；袋室內(nèi)為大通室結(jié)構(gòu)，內(nèi)無(wú)分室板，各凈氣室間有隔板，4個(gè)灰斗，共8個(gè)凈氣室，濾袋為160*6000；煙氣由側(cè)板進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入袋室時(shí)，在擋風(fēng)板的作用下，一部分煙氣在擋風(fēng)板上方進(jìn)入袋區(qū)，另外一部分煙氣在擋風(fēng)板下方，即灰斗中，進(jìn)入袋區(qū)；為避免本除塵器內(nèi)產(chǎn)生偏流或局部高風(fēng)速，現(xiàn)通過(guò)
針對(duì)某袋除塵器整體進(jìn)行ABAQUS有限元分析，考慮九項(xiàng)載荷工況，分析設(shè)備靜應(yīng)力、熱應(yīng)力、變形及熱膨脹數(shù)值11個(gè)月前
某袋除塵殼體結(jié)構(gòu)選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強(qiáng)筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強(qiáng)筋：橫向?yàn)楸怃?0*6，縱向?yàn)楸怃?00*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結(jié)構(gòu)示意圖
2、 建立模型
按照殼體結(jié)構(gòu)示意圖建立幾何模型如圖2所示。
煙道結(jié)構(gòu)
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結(jié)構(gòu)及其支座示意圖、除塵器支座設(shè)置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結(jié)構(gòu)及其支座、除塵器支座設(shè)置示意圖
建立模型
由于進(jìn)氣煙道與殼體之間沒(méi)有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對(duì)煙道的影響，殼體已經(jīng)過(guò)計(jì)算滿足要求，本模型無(wú)需建立加強(qiáng)筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設(shè)置有膨脹節(jié)，故單獨(dú)建立出氣煙道模型
該模型為一種檢修平臺(tái)與脫硝反應(yīng)器一體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖紙建立如下圖1所示模型進(jìn)行有限元分析計(jì)算。
模型建立與簡(jiǎn)化
幾何整合：
需精確建模反應(yīng)器殼體（通常為鋼板焊接結(jié)構(gòu)）、內(nèi)部催化劑支撐梁、檢修平臺(tái)（含踏步、欄桿、支撐框架）及連接部件（螺栓/焊縫）。
接觸關(guān)系：
定義平臺(tái)與反應(yīng)器之間的接觸類型（如綁定接觸、摩擦接觸），模擬焊接或螺栓連接的真實(shí)剛度。
網(wǎng)格劃分：
國(guó)標(biāo)受彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)φb。
這個(gè)系數(shù)的計(jì)算公式與截面形狀/支撐情況/荷載形式/加載位置等諸多因素相關(guān)。
而實(shí)際工程中，截面形式/荷載情況/邊界支撐可能更復(fù)雜，超出附錄C的規(guī)定，導(dǎo)致無(wú)公式可用。
那么有沒(méi)有一種更通用的方法計(jì)算φb呢？
一、通用的整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式
《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(jì)》7.7.7提到，我國(guó)規(guī)范上所用的穩(wěn)定系數(shù)φb
算例導(dǎo)讀：
強(qiáng)度折減法最早是Zienkiewicz提出，其基本實(shí)質(zhì)是材料的c和φ逐漸降低，導(dǎo)致某單元的應(yīng)力無(wú)法和強(qiáng)度配套，不能承受的應(yīng)力轉(zhuǎn)到周?chē)馏w中去，從而出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面。本算例通過(guò)三維均質(zhì)土坡穩(wěn)定性分析來(lái)說(shuō)明如何用強(qiáng)度折減法計(jì)算的安全系數(shù)。
算例需知：
需要CAE源文件的請(qǐng)?zhí)砑游⑿牛–ivilTutor）說(shuō)明來(lái)意或通過(guò)附件下載。
算例結(jié)果：
abaqus地震荷載下三維邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析 邊界條件粘彈性人工邊界 付費(fèi)學(xué)習(xí)
降雨5d
降雨7d
降雨10d
圖 7 降雨工況排土場(chǎng)孔隙水壓力隨時(shí)間變化云圖（單位：kPa）
對(duì)剖面整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果如圖 8~圖 9所示，計(jì)算得到自然工況、降雨工況邊坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)分別為1.426、1.279。可以看出，降雨引起邊坡的最小安全系數(shù)顯著減低。
<p> 橫向穩(wěn)定桿作為性能件，我們需要對(duì)其剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)：</p><div contenteditable="false" width="100%">
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