1、1 例题 8 单层网壳屈曲分析 例题 单层网壳屈曲分析 2 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. 简介 2. 输入 各种 荷载 3. 定义屈曲分析控制数据 4. 考虑网壳初始缺陷 5. 运行分析并查看结果 6. 非线性屈曲分析 例题 单层网壳屈曲分析 3 1.简介 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。
2、荷载 只考虑屋盖作用雪荷载的情况，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。 荷载工况 1 自重 荷载工况 2 屋面恒 荷载 2kN 荷载工况 3 屋顶活荷载 2kN 图 1 分析模型 例题 单层网壳屈曲分析 4 2.输入各种荷载 1.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 选择 荷载 静力荷载 建立荷载工况 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 图 2 输入荷载工况 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
3、输入。 例题 单层网壳屈曲分析 5 2.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。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 )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 -1 4. 在 操作 选择栏点击 键 图 3 输入自重 1 例题 单层网壳屈曲分析 6 3.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 例题 单层网
4、壳屈曲分析 7 3.定义屈曲分析控制数据 主菜单 选择 分析 分析控制 屈曲 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 的 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， 运行分析 。 例题 单层网壳屈曲分析 8 主菜单选择 结果 模态 阵型 屈曲模态 图 6 第一 阶屈曲模态 图 7 第二阶屈曲模态 例题 单层网壳屈曲分析 9 4.考虑网壳初始缺陷 根据屈曲模态更新模型 1. 选择计算初始缺陷的模态 2. 按规范计算初始缺陷最大值（跨度的 1/300） 或比例系数 3. 更新并保存模型 图 8 计算初始缺陷 更
5、新模型 例题 单层网壳屈曲分析 10 5.运行分析并查看结果 把考虑了初始缺陷的 模型重新运行分析 1. 运行分析 查 看 结 果： 主菜单 选择 结果 模态 振型 屈曲模态 查 看 图 形 结果 ， 如 图 10 2. 查看结果 ： 主菜单选择 结果 表格 结果表格 屈曲模态 查看临界荷载系数 和各屈曲向量 ， 如图 11 图 9 屈曲分析控制数据 注： 屈曲分析必须要有可变荷载，否则不能分析 例题 单层网壳屈曲分析 11 图 10 屈曲模态图形结果 图 11 临界荷载系数与屈曲向量 注：特征值屈曲 因为无法反映 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 注： 可变
6、荷载的临界荷载系数 例题 单层网壳屈曲分析 12 6.非线性屈曲分析 把考虑了初始缺陷的模型重新运行分析 1. 自动生成荷载组合 ： 主菜单选择 结果 组合 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 12 3. 生成非线性荷载工 况 ： 主菜单选择 荷载 静力荷载 建立荷载工况 使用荷载组合 ， 建立荷载工况， 如图 13 4. 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 14 5. 设定非线性控制数据 ，进行几何非线性分析 (需先删除屈曲分析控制 ，还需要取消建筑主控数据里“层构件剪力比” )： 主菜单选择 分析 分析控制 非线性 ，如图 15 6. 查看荷载位移曲线 ： 结果 时程 阶段 /步骤时程图表 ，如图 16 图 12 建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合 系数可修改 建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合 例题 单层网壳屈曲分析 13 图 13 由建立的荷载组合生成非线性荷载工况 图 14 确定非线性分析控制节点 注： 以节点 77号做为控制节点 例题 单层网壳屈曲分析 14 图 15 设定非线性分析控制数据 不断调试，直到得到理想的结果 例题 单层网壳屈曲分析 15 图 16 结构荷载时间曲线图表 稳定系数 结构失稳点
