板片空間結(jié)構(gòu)的隨機(jī)缺陷穩(wěn)定性研究.pdf

1、包括板片空間結(jié)構(gòu)在內(nèi)的大跨空間結(jié)構(gòu)由于跨度大、構(gòu)件截面薄且以受壓為主，其破壞形態(tài)往往為失穩(wěn)破壞，因此在空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮穩(wěn)定問題以防止發(fā)生失穩(wěn)破壞。在空間結(jié)構(gòu)中，缺陷是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定最關(guān)鍵的因素之一，雖然已有不少關(guān)于結(jié)構(gòu)缺陷穩(wěn)定性的研究成果，但是還有許多問題需要解決，其中如何簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確的確定缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響已成為空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究中亟待解決的課題。 理論和試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)缺陷對(duì)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)影響極大。板

2、片空間結(jié)構(gòu)由于考慮了板片與骨架共同工作，其受力性能得到了改善，而對(duì)板片空間結(jié)構(gòu)缺陷敏感性的研究還處于初步階段，已有的板片空間結(jié)構(gòu)研究中，諸如板片厚度、結(jié)構(gòu)的矢跨比、邊界條件、結(jié)構(gòu)的跨度等因素對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性的影響還沒有被考慮，隨機(jī)缺陷樣本數(shù)目的選取也沒有完善的理論依據(jù)。另外，理論研究表明結(jié)構(gòu)屈曲類型對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性有重大影響，但是如何簡(jiǎn)便的判別結(jié)構(gòu)屈曲類型還需要進(jìn)一步研究，這些問題的研究對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的準(zhǔn)確計(jì)算都起關(guān)鍵作用，有必要深入

3、研究。 本文首先分析歸納結(jié)構(gòu)缺陷敏感性的漸近理論，說(shuō)明結(jié)構(gòu)屈曲類型對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性起著關(guān)鍵作用，有必要研究結(jié)構(gòu)屈曲類型的判別方法。然后應(yīng)用伽遼金法求解集中荷載作用下球殼的臨界荷載公式，再利用李茲法分析集中荷載作用下的球殼的屈曲問題，得到判別結(jié)構(gòu)屈曲類型的一個(gè)公式。 分析隨機(jī)缺陷方法在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題研究中的應(yīng)用，論證了隨機(jī)缺陷樣本數(shù)目與計(jì)算結(jié)果置信水平的關(guān)系，并通過數(shù)值算例來(lái)驗(yàn)證結(jié)論的正確性，完善了蒙特卡羅隨機(jī)有限元法在板片

4、空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用的理論依據(jù)。 應(yīng)用蒙特卡羅隨機(jī)有限元方法分別研究板片厚度、結(jié)構(gòu)的矢跨比、邊界條件、結(jié)構(gòu)的跨度等因素對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷敏感性的影響。進(jìn)而結(jié)合漸近理論，歸納出一個(gè)考慮缺陷影響及尺寸變化效應(yīng)的極限承載力公式。 在以上研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)四個(gè)板片空間結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停謩e采用本文歸納的臨界承載力公式和隨機(jī)缺陷方法對(duì)板片空間結(jié)構(gòu)的缺陷敏感性以及臨界承載力進(jìn)行計(jì)算和分析。計(jì)算結(jié)果表明本文所提出的極限承載力公式能夠與隨機(jī)缺陷方法計(jì)