3D3S\sap200\midas gen 都可以做单层网壳的特征值屈曲分析，ANSYS 还可以做更加接近工程实际情况的非线性屈曲分析，来考虑初始缺陷请问各位老师, 网壳规程要求其承载力大于第一屈曲模态下力的5 倍，即k=5。

那么ansys 和3d3s 分析时如何查询这个K 值？A:1、过去k=5，如今的新规程已将k 取为4.2 。

具体说明如下：确定系数K时考虑到下列因素：(1) 荷载等外部作用和结构抗力的不确定性可能带来的不利影响；(2) 复杂结构稳定性分析中可能的不精确性和结构工作条件中的其他不利因素。

对于一般条件下的钢结构，第一个因素可用系数1.64 来考虑；第二个因素暂设用系数1.2 来考虑，则对于按弹塑性全过程分析求得的极限承载力，系数K 应取为1.64*1.2=2.0 。

对于按弹性全过程分析求得的极限承载力，系数K 中尚应考虑由于计算中未考虑材料弹塑性而带来的误差；对单层球面网壳、柱面网壳和双曲扁网壳的系统分析表明，塑性折减系数cp(即弹塑性极限荷载与弹性极限荷载之比)从统计意义上可取为0.47 ，则系数K应取为1.64*1.2/0.47=4.2 。

对其它形状更为复杂的网壳无法作系统分析，对这类网壳和一些大型或特大型网壳，宜进行弹塑性全过程分析。

2、假定设计载荷为2kN/m2，可给网壳施加约12kN/m2的载荷，通过载荷- 位移全过程曲线判断临界载荷，假如得出为10kN/m2，则其k=10/2=5。

①单层网壳以及厚度小于跨度1/50 的双层网壳均应进行稳定性计算；②网壳的稳定性可按考虑几何非线性的有限元法（荷载—位移全过程分析）进行计算，分析中可假定材料保持为弹性，也可考虑材料的弹塑性。

对于大型和形状复杂的网壳结构宜采用考虑弹塑性的全过程分析方法；③球面网壳的全过程分析可按满跨均布荷载进行，圆柱面网壳和椭圆抛物面网壳除考虑满跨均布荷载外，宜补充考虑半跨活荷载分布的情况。

进行网壳全过程分析时应考虑初始曲面形状的安装偏差的影响，可采用结构的最低阶屈曲模态作为初始几何缺陷分布模态，其缺陷最大计算值可按网壳跨度的1/300 取值；④按以上②和③条进行网壳结构全过程分析求得的第一个临界点处的荷载值，可作为该网壳的极限承载力。

将极限承载力除以系数K 后，即为按网壳稳定性确定的容许承载力（标准值）。

对于按弹塑性全过程分析求得的极限承载力，系数K可取为2.0 。

对于常见的单层球面网壳、柱面网壳和椭圆抛物面网壳按弹性全过程分析求得的极限承载力，系数K可取为4.2 ；首先请关注一下以上四条。

Q:用ansys 进行稳定性分析，一个是特征值屈曲分析，一个是非线性屈曲分析，实际工程中是不是只进行特征值屈曲就可以了？如果只进行特征值屈曲分析，如何看K 值？A：（1）如以上第②条所述，对于大型和形状复杂的网壳结构宜采用考虑弹塑性的全过程分析方法；（2）若只进行特征值屈曲分析，按照设计荷载加上去，然后进行特征值屈曲分析，结束后，提取第一阶特征屈曲值，其与设计荷载值相比，二者比值即为k；Q:非线性屈曲分析有荷载位移曲线，但是计算的很慢。

如果施加的荷载是1.2 恒+1.4 活+0.8 风，那么由于风荷载不均匀分布，每个节点的折算荷载不一样，此时K 值怎么保证？A：按照1.2 恒+1.4 活+0.8 风，将所有荷载均等效施加在网壳各节点上，然后同时将这些节点载荷扩大3-4 倍左右（由以上第④条可知，对于按弹塑性全过程分析求得的极限承载力，系数K可取为2.0 ），进行非线性屈曲分析，当不收敛时，提取主要节点（即变形最较大的几个节点即其附近节点）荷载- 位移全过程曲线，观察临界荷载，然后与先前荷载相比，即为k。

1. 特征值屈曲分析属于线性分析，它对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析。

但特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。

(1) 非线性屈曲分析的第一步最好进行特征值屈曲分析，特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，因此在做非线性屈曲分析时所加力的大小便有了依据。

特征值屈曲分析所预测的结果我们只取最小的第一阶，所以你所得出的特征值临界失稳力的大小应为F＝实际施加力* 第一价频率。

(2) 由于非线性屈曲分析要求结构是不“完善”的，比如一个细长杆，一端固定，一端施加轴向压力。

若次细长杆在初始时没有发生轻微的侧向弯曲，或者侧向施加一微小力使其发生轻微的侧向挠动。

那么非线性屈曲分析是没有办法完成的，为了使结构变得不完善，你可以在侧向施加一微小力。

也可以根据第一阶屈曲形状来“修正” 完善网壳，从而使其有缺陷，所以你可以取第一阶振型的变形结果，并作一下变形缩放，这步可以在Main Menu& gt; Preprocessor > Modeling & gt; Update Geom 中完成。

可以将线性屈曲分析第一阶模态的L/300 取值作为初始缺陷! 命令为 (L 为跨度，球面网壳的全过程分析可按满跨均布荷载进行，圆柱面网壳和椭圆抛物面网壳除考虑满跨均布荷载外，宜补充考虑半跨活荷载分布的情况。

进行网壳全过程分析时应考虑初始曲面形状的安装偏差的影响，可采用结构的最低阶屈曲模态作为初始几何缺陷分布模态，其缺陷最大计算值可按网壳跨度的1/300 取值。

)/prep7 upgeom,L/300,1,1,file,rst 其中file 为你分析的文件名(3) 上步完成后，加载计算所得的临界失稳力，打开大变形选项开关，采用弧长法计算，设置好子步数，计算。

(4) 后处理，主要是看节点位移和节点反作用力(力矩)的变化关系，找出节点位移突变时反作用力的大小，然后进行必要的分析处理。

补充：特征值屈曲分析的学名为“结构弹性稳定分析”，指结构在外荷载作用下，在原来的平衡状态之外，出现了第二个平衡状态。

在数学推导中解决的是一个求解特征值的问题，故而被称为特征值屈曲分析。

在弹性稳定分析的过程中，有几个概念性的尝试需要明确，虽然都很简单，还是在这里给大家提个醒。

希望对同学们有用：(1) 特征值屈曲是理想化的情况，现实结构中并不会发生。

所以对其数值模拟的准确性、可靠性较低，实用价值不高，不过对于均匀材质的结构，可以先计算其特征值屈曲，为以后的深入计算提供依据；(2) 特征值屈曲，仅考虑结构的线性行为。

所以，初学者们不要被名字吓倒。

至于有初始变形、残余应力等都不属于特征值屈曲考虑的范围之内；(3) ansys 的特征值屈曲分析中，计算结果得到的是屈曲荷载系数和屈曲模态，其中屈曲荷载系数更重要，因为将系数与外加荷载相乘，结果便是屈曲荷载；(4) 创建模型的过程中，对于两点连一线的杆件，尽量考虑对其多划分几段网格，也就是说尽量不要把两点连线作为一个杆件单元，因为那样会使得计算结果不准确；(5) 必须激活预应力选项——即便计算中不包含预应力效应。

因为只有激活该选项才能使得几何刚度矩阵保存下来；(6) 关于恒载与活载。

结构可能会同时受到恒载与活载的作用，而得到的屈曲荷载系数将会对所有荷载进行缩放——不分恒载与活载。

这时候需要将二者区分开来，毕竟在多次试算过程中，恒载的作用效应是不应该变化的。

这时的操作方法就是：调整活载的数值，重新计算，目标是使得到的屈曲荷载系数为1.0(或者非常接近1.0 ) 结果，屈曲荷载就等于“恒载+修正之后的活载”；(7) 有预应力存在情况下的考虑。

在假设前提是“允许结构发生变形”之后，在施加预应力操作完成时，结构已经发了微小的变形，而这种变形又在一定程度上改变了原来的张拉力。

说白了，就是“一把张满的弓，松了一下，弦中的力会有变化”。

所以在施加预应力的时候要考虑这一点，从而把这段可能会被损失掉的张拉力算进最开始的预应力中，以保证屈曲分析过程中预应力与设计相符。

2.mst2008 可以计算单层网壳或局部单层网壳，正如你所说，mst2008 应用了满应力自动优化分析。

一般来说，mst 应该不能进行非线性屈曲分析，这就需要应用ansys 等有限元软件进行补充分析，这样才能安心、安全。

（1）特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论分叉点，由于缺陷和非线性行为导致实际结构的承载能力难以达到理想的线性屈服强度，因此特征值屈曲一般产生非保守解，使用时应该谨慎，但特征值屈曲分析具有其优点。

首先特征值屈曲分析过程中由于运用了线性计算，因此计算速度较快。

另外特征值屈曲分析的结果可以为非线性屈曲分析提供参考，明确结构的屈曲荷载的量级和屈曲模态，为非线性屈曲分析载荷的确定和扰动的施加提供依据。

（2）由于线性屈曲分析存在缺陷，在实际应用中受到限制，当结构的变形相对杆件长度已不能忽略时，为了在结构变形后的形状上建立平衡，并考虑初始缺陷对结构屈曲承载力的影响，必须对结构进行基于大挠度理论的非线性屈曲分析。

对空间结构特别是单层网壳对初始缺陷比较敏感，倘若不考虑结构的非线性，有时会导致难以接受的误差。

结构的非线性包含几何非线性、材料非线性和接触非线性。

而实际求解中，在结构达到临界荷载以前，有可能部分杆件已经进入弹塑性状态，荷载继续增加时，就会出现内力重分布。

因此结构的弹塑性大变形分析，即考虑几何非线性和材料非线性的全过程分析最能反映结构的实际受力情况。

（3）非线性屈曲分析比线性屈曲分析更精确，可以用于对实际结构的设计或计算。

该方法用一种逐渐增加载荷的非线性静力分析技术来求得临界载荷。

一种近似的非线性求解方法是将载荷分成一系列的载荷增量。

可以在几个载荷步内或者在一个载荷步的几个子步内施加载荷增量。

在每一个增量的求解完成后，继续进行下一个载荷增量之前，程序调整刚度矩阵以反映结构刚度的非线性变化。

并跟踪关键点的荷载位移曲线（4）sap2000,ansys,midas 均可以做屈曲分析，初始缺陷的施加:midas 和sap2000 先提取特征值屈曲分析工况最低阶的位移，导出excle 表格，后乘以跨度的1/300 ，与原结构节点的坐标叠加，即为考虑初始缺陷的结构模型；在ansys 中利用upchord,upgeom 两个命令均可以，在ansys 和midas 中均有弧长法选项（不断调整弧长半径能得到完整的荷载位移曲线，），sap2000 中好像没有弧长法的选项，不容易跟踪到荷载位移曲线的下降段。

（5）初始施加的荷载*k= 结构的屈曲极限荷载。

结构的屈曲极限荷载可以通过荷载位移曲线得到（结构形式一旦确定，这个值就确定了），除以施加的荷载就是K。

存在的问题：（1）现在关键是施加的荷载是荷载的标准组合还是基本组合？即屈曲极限荷载是等于基本组合*k, 还是等于标准组合*k? 我的理解是k 是安全系数，它是基于允许应力法，荷载应采用标准组合（基本组合中分项系数是基于半概率极限状态法的，）（2）施加的荷载是否包括恒载，即屈曲极限荷载是等于（恒载+活载）*k, 还是屈曲极限荷载等于恒载+活载*K? 前一种直观觉得是把恒载也一起放大了，后一种从概念上说得清，恒载不放大，只放大活载，荷载屈曲因子等于（屈曲极限荷载-恒载）/ 活载。