建立較為合理的分析模型是各項研究工作開展的基礎(chǔ),但波紋和加工引起的變形、殘余應(yīng)力等初始缺陷的存在,給建立精確的理論模型造成了較大的困難。一般來說,這種結(jié)構(gòu)的計算模型主要有兩種:殼模型和拱模型。武漢理工大學(xué)張德生碩士給出了 W666 型截面的正交各向異性平曲板的空間殼模型。
武漢理工大學(xué)楊安蓉碩士通過試驗研究將這種結(jié)構(gòu)的波紋板簡化成正交各向異性平曲板的空間殼模型,通過試驗給出了 18m 跨 MMR-238 梯形截面和 30m跨 MMR-178U 型截面的下翼緣和腹板簡化成為正交各向異性平曲板的材料屬性。提出了這種結(jié)構(gòu)的拱計算模型,該模型通過正交異性化處理既考慮了波紋的影響,又反映了結(jié)構(gòu)薄壁的特點,而且計算簡捷,用于這種結(jié)構(gòu)的靜力穩(wěn)定分析取得了很好的結(jié)果。
在前人有限元研究的基礎(chǔ)上,建立了兩種殼模型:將結(jié)構(gòu)上帶有波紋的板件用等效的正交異性板來模擬,以一條拱型槽板為研究對象建立了殼體計算模型Ⅰ;將腹板與翼緣的共同作用簡化成加勁的正交異性殼,以整個屋蓋為研究對象建立了殼體計算模型Ⅱ。通過用薄殼單
元模擬這種結(jié)構(gòu)的真實構(gòu)形(包括腹板、下翼緣上面的小折皺)建立了殼體模型,分析結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性能。
本課題將采用中的拱計算模型,通過 Fortran 編程分析這種結(jié)構(gòu)的動力特性和地震作用下的彈性動力時程響應(yīng);采用文獻(xiàn)中給出的空間殼體計算模型,通過利用 ANSYS 中的 Shell63 單元,采用正交各向異性材料屬性模擬結(jié)構(gòu)的下翼緣和腹板,采用各向同性材料屬性模擬結(jié)構(gòu)的上翼緣,分析結(jié)構(gòu)的動力特性和風(fēng)荷載作用下的動力時程響應(yīng)。