22第18章-屈曲分析-李立-資料下載頁
2025-06-25 05:27本頁面
【正文】 8300kN（圖1815）。圖1815線性屈曲模態(tài)及屈曲因子圖1814定義屈曲分析工況3）定義靜力非線性分析工況，計算三鉸拱在集中荷載作用時的大變形。點擊命令定義分析工況，在彈出的對話框中，分析工況類型選擇“Static”，分析類型為“非線性”，施加的荷載一欄仍然選擇荷載工況“p”，比例系數(shù)是對荷載值的調整，此處取一個較大的值20000。點擊非線性參數(shù)按鈕，勾選“P△和大位移”選項，即在運算過程中考慮幾何非線性的影響。注意，SAP2000的大位移是指結構發(fā)生大的變形（平動或轉動），但此時程序仍然假定所有的單元發(fā)生小應變。因此，在建立模型時，對所有桿件都進行了進一步的剖分，保證每一單元內的相對轉動較小。圖1816 定義靜力非線性工況本例中，定義了兩個靜力非線性工況NLSTAT1和NLSTAT2，分別采用荷載控制和位移控制兩種方式來施加荷載（圖817）。分析完成后，點擊命令顯示顯示繪圖函數(shù)，可以根據(jù)需要生成曲線。這里定義橫軸為拱頂?shù)奈灰疲ü绊斘灰蒲兀璟軸，故值為負），縱軸為Z方向的基底反力，由于基底反力與施加的集中荷載值平衡，故以此來間接反映集中荷載的變化。從而得到這兩個工況下的荷載－位移曲線。圖1818給出NLSTAT1工況下的荷載－位移曲線，可以看到隨著荷載的增大，拱頂位移增加（注意：位移值為負代表位移方向與Z軸正向相反），當結構發(fā)生屈曲時，其剛度矩陣出現(xiàn)奇異，計算結果不再收斂，此時荷載－位移曲線幾乎平行于橫軸，即荷載不再增加而位移無限增大。圖中集中荷載的最大值為6245kN。圖1819給出NLSTAT2工況下的荷載－位移曲線。在初始階段荷載值隨著拱頂位移的增大而增大，當荷載增大到一定程度時，進一步加大位移，荷載值反而減小并出現(xiàn)反號的情況。這表明此時結構需要施加反方向的集中荷載才能維持平衡。整條曲線反映了位移逐步增加時，外荷載的變化規(guī)律。而工程師們所關心的屈曲荷載即曲線中的第一個峰值點，對應的集中荷載大小約為6210kN。通過上述分析可知，非線性屈曲的臨界荷載約6200kN，遠小于線性屈曲分析得到的臨界荷載18300kN。 圖1817 工況NLSTAT1（左）NLSTAT2（右）荷載施加控制圖1817 NLSTAT1工況下集中荷載－拱頂位移圖（單位：kN、m）圖1818 NLSTAT2工況下集中荷載－拱頂位移圖（單位：kN、m）
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