例题8 单层网壳屈曲分析
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例题单层网壳屈曲分析
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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。

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
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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输入。

例题单层网壳屈曲分析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
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图3 输入自重
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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
例题单层网壳屈曲分析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。

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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
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 计算初始缺陷更新模型
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例题单层网壳屈曲分析
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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
图10 屈曲模态图形结果
注：可变荷载的临
界荷载系数
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
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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
图13 由建立的荷载组合生成非线性荷载工况
注：以节点77号
做为控制节点
图14 确定非线性分析控制节点
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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
结构失稳点
稳定系数图16 结构荷载－时间曲线图表
15。