ANSYS分析：Kiewitt型弦支穹顶结构弹塑性稳定性与撑杆高度研究

"基于ANSYS软件的Kiewitt型弦支穹顶结构弹塑性稳定分析" 本文详细探讨了如何利用ANSYS软件对Kiewitt型弦支穹顶结构进行弹塑性稳定分析，作者李可娜和殷志祥来自辽宁工程技术大学土木建筑工程学院。他们通过对一个30米跨度的Kiewitt型弦支穹顶结构进行双重非线性有限元分析，研究了撑杆高度对结构稳定承载力的影响。研究发现，随着撑杆高度的增加，结构的弹塑性稳定极限承载力增大，而弹塑性稳定临界荷载相对于弹性状态有所下降。这一发现对于理解此类结构的性能至关重要，也为进行大规模的弹塑性稳定性分析提供了科学依据和实用工具。 Kiewitt型弦支穹顶结构是一种创新的空间复合结构，结合了单层球面网壳和张拉整体体系的特点。它的设计提高了单层球面网壳的曲面外刚度，增强了结构稳定性，允许更大的跨度，并简化了设计、施工和节点构造。尽管弦支穹顶的临界荷载比单层网壳结构显著提高，但以往的研究大多局限于几何非线性分析，忽略了材料非线性的影响。在实际工程中，结构材料的塑性变形会导致承载力下降，因此，必须同时考虑几何非线性和材料弹塑性变形对结构稳定性的综合影响。 随着计算机技术的进步，运用ANSYS等高级软件进行大规模弹塑性分析已经成为可能。在理论基础上，文章介绍了建立梁单元非线性平衡方程的数学力学模型，这是进行有限元分析的关键步骤。通过该模型，可以精确模拟结构在外荷载下的响应，包括杆件的几何变形和材料性质变化。 此外，文中还对比了弦支穹顶与单层球面网壳结构的平衡路径，显示前者具有更大的刚度和更高的临界荷载。同时，通过对结构的几何形状、跨度、荷载模式以及材料特性的深入研究，可以更全面地评估结构的稳定性。 总体而言，该研究对Kiewitt型弦支穹顶结构的弹塑性稳定性提供了深入的理论支持，有助于工程师在设计和分析这类复杂结构时做出更加准确的决策。此外，该研究方法对于其他类似结构的分析也具有参考价值，强调了在实际工程中考虑材料非线性的重要性。