基于破坏形态的单层网壳结构在强震下失效界限承载力评定

发布时间：2017-06-01 17:18

  本文关键词：基于破坏形态的单层网壳结构在强震下失效界限承载力评定，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：改革开放以来,我国经济飞速发展,人民生活水平日益提高。对所生活办公的建筑结构逐渐提出更高性能的要求。尤其是近10多年来,我国钢结构的发展,可谓是空前的。一些大跨度的空间网格结构广泛的应用到体育馆,展览馆,会展中心等人员活动比较集中的场所。单层网壳结构是空间网格结构的一种形式。它具有刚度大,受力性能好,跨越能力强等结构特点。在外观上,造型优美,新颖别致,很受大众的青睐。 然而单层网壳结构是一种缺陷敏感性结构。在地震作用下少数的几个关键杆件破坏可能影响整个结构的工作性能。而我国又是一个世界上地震频发国家。因此对单层网壳结构强震下失效界限承载力研究是很有必要的。 本文基于太原地区的场地特征条件,以跨度为60m,矢跨比为1/3的单层球面网壳结构为研究对象进行了如下的工作： (1)收集大量世界各国震级比较大的地震动数据资料,根据场地特征条件及其土质条件进行整理和分类。供时程分析时地震波的选取。 (2)以太原为拟建场地,根据该拟建场地的相关参数进行单层网壳结构模型设计,对其进行反应谱分析,模态分析。 (3)按现阶段的抗震理论,地震波选取原则。选取22条地震波(17条实际地震波,5条人工波)为样本。以SAP2000有限元分析软件为工具,进行强震下,结构的动力时程响应分析。 (4)结合数理统计相关理论,对所选取地震波作用下结构的失效承载力进行评定。 本文主要得到如下结论： (1)单层网壳结构在400gal幅值强度时,结构仅出现较少的塑性铰,这说明该类结构具有较强的抗震性能。远远满足我国罕遇地震下的设防水准。 (2)地震波对单层网壳结构具有很大的影响,同幅值的不同地震波对结构的响应过程以及进入塑性的程度不尽相同,但结构失效承载力界限值相差较小。 (3)塑性铰均出现在结构支座及其主肋附近,说明此处是结构的薄弱环节,所以在此处加强,就可能得到更强的抗震性能。 (4)结构中同时存在强度破坏和失稳破坏,二者的界限不明显,层网壳结构对曲面上的某处缺陷异常敏感。
【关键词】：单层网壳结构 动力响应 地震波 失效界限承载力
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU33
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究的背景和意义11-12
• 1.2 网壳结构研究现状12-14
• 1.3 抗震理论发展概况14-16
• 1.3.1 静力理论阶段14
• 1.3.2 反应谱理论阶段14-15
• 1.3.3 动力理论阶段15
• 1.3.4 性态设计理论阶段15-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-19
• 第二章 单层网壳结构理论基础19-25
• 2.1 网壳结构抗震分析理论与计算方法19
• 2.2 单层网壳结构模型计算基本假定和理论分析要点19-20
• 2.2.1 基本假定19
• 2.2.2 理论分析方法要点19-20
• 2.3 模态分析与反应谱分析方法20-21
• 2.3.1 模态分析20-21
• 2.3.2 反应谱分析21
• 2.4 动力时程分析方法21-22
• 2.5 结构失效判断准则22-25
• 第三章 地震波的研究和整理25-33
• 3.1 地震波的研究概况25-26
• 3.2 地震动三要素26-28
• 3.2.1 地震动幅值参数26-27
• 3.2.2 谱特征参数27-28
• 3.2.3 地震动持时参数28
• 3.3 地震波的选取28-29
• 3.4 人工波的拟合29-33
• 第四章 单层网壳结构的结构设计33-47
• 4.1 单层网壳结构模型设计33-35
• 4.1.1 几何尺寸33
• 4.1.2 荷载取值33-34
• 4.1.3 荷载组合34-35
• 4.2 单层网壳结构的静力分析35-40
• 4.2.1 单层网壳结构构件的截面选择35
• 4.2.2 节点位移及控制组合35-38
• 4.2.3 单层网壳结构材料表及设计应力比38-39
• 4.2.4 单层网壳结构静力稳定分析39-40
• 4.3 单层网壳结构的模态分析40-47
• 第五章 单层网壳结构动力时程分析47-95
• 5.1 单层网壳结构动力时程分析计算流程47-48
• 5.2 塑性铰参数指定48-59
• 5.2.1 P较参数定义48-50
• 5.2.2 P-M-M铰参数定义50-59
• 5.3 单层网壳结构在地震动作用下响应分析59-92
• 5.3.1 单层网壳结构在Imperial Valley波作用下动力时程分析65-71
• 5.3.2 单层网壳结构在Borrego波作用下动力时程分析71-72
• 5.3.3 单层网壳结构在Cape Mendocino作用下动力时程分析72-73
• 5.3.4 单层网壳结构在耿马波作用下动力时程分析73-74
• 5.3.5 单层网壳结构在Centralcalif波作用下动力时程分析74-75
• 5.3.6 单层网壳结构在Chi-chi1波作用下动力时程分析75-76
• 5.3.7 单层网壳结构在Chichi-2波作用下动力时程分析76-77
• 5.3.8 单层网壳结构在Chichi-3作用下动力时程分析77-78
• 5.3.9 单层网壳结构在Chichi-4波作用下动力时程分析78-79
• 5.3.10 单层网壳结构在Chichi-5波作用下动力时程分析79-80
• 5.3.11 单层网壳结构在Northridge-1波作用下动力时程分析80-81
• 5.3.12 单层网壳结构在Northridge-2波作用下动力时程分析81-82
• 5.3.13 单层网壳结构在Loma Prieta-1波作用下动力时程分析82-83
• 5.3.14 单层网壳结构在Loma Prieta-2波作用下动力时程分析83-84
• 5.3.15 单层网壳结构在Bigbear波作用下动力时程分析84-85
• 5.3.16 单层网壳结构在Kocaeli-1作用下动力时程分析85-86
• 5.3.17 单层网壳结构在Kocaeli-2波作用下动力时程分析86-87
• 5.3.18 单层网壳结构在人工波1作用下动力时程分析87-88
• 5.3.19 单层网壳结构在人工波2作用下动力时程分析88-89
• 5.3.20 单层网壳结构在人工波3作用下动力时程分析89-90
• 5.3.21 单层网壳结构在人工波4作用下动力时程分析90-91
• 5.3.22 单层网壳结构在人工波5作用下动力时程分析91-92
• 5.4 基于破坏形态的单层网壳结构失效承载力评定92-95
• 5.4.1 单层网壳结构在样本地震动荷载作用下的分析对比92-93
• 5.4.2 单层网壳结构失效承载力的评定93-95
• 第六章 结论与展望95-97
• 6.1 结论95
• 6.2 展望95-97
• 参考文献97-101
• 附表一101-109
• 附表二109-111
• 致谢111-113
• 硕士在读期间发表的论文113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：413100