圓柱面巨型網(wǎng)格結構在強震作用下的倒塌性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、圓柱面巨型網(wǎng)格結構作為一種新型的空間大跨結構,具有傳力路線明確、形式多樣、施工方便等優(yōu)點,目前對該結構的研究大都集中在結構形體、力學性能、計算方法、優(yōu)化分析等方面,對結構在動力作用下的研究較少,且對于大跨結構而言,連續(xù)倒塌是近年來關注較多的問題,因此有必要研究這種新型結構體系在動力作用下的倒塌性能。本文以有限元理論為基礎,利用ANSYS/LS-DYNA顯示動力分析軟件對圓柱面巨型網(wǎng)格結構進行模型設計與在強震作用下的倒塌過程仿真分析,研究

2、其倒塌機理和失效模式。明確了節(jié)點和子結構對圓柱面巨型網(wǎng)格結構抗倒塌能力是有影響的,并研究了節(jié)點剛度、子結構參與協(xié)同承載、子結構形式、布置方式等因素對結構抗倒塌能力的影響幅度。主要內(nèi)容如下:
 ?。?)研究了圓柱面巨型網(wǎng)格結構在強震作用下的倒塌破壞模式與破壞機理,根據(jù)結構在一系列調(diào)幅后地震波作用下的結構響應可知,結構的倒塌屬于由幾何非線性起主導作用導致的失穩(wěn)倒塌。根據(jù)倒塌過程中桿件的失效順序可知,對于該結構而言,周邊支座處上弦桿與下

3、弦桿、與支座相鄰網(wǎng)格上弦桿、縱向桁架與拱向桁架相交網(wǎng)格斜桿和上弦桿等桿件,在倒塌荷載作用下為首先可能發(fā)生失效的區(qū)域,然后失效向周邊及跨中擴展。
  (2)研究了節(jié)點剛度對圓柱面巨型網(wǎng)格結構抗倒塌性能的影響?;诂F(xiàn)有的關于空間結構節(jié)點剛度的兩種假設(剛接和鉸接),給出了定量分析。結果表明,節(jié)點剛度對結構抗倒塌能力的影響較小,按照鉸接節(jié)點設計圓柱面巨型網(wǎng)格結構是偏保守且合理的。
  (3)研究了子結構參與協(xié)同承載對圓柱面巨型網(wǎng)格

4、結構抗倒塌性能的影響。結果表明,與主體結構單獨承載時相比,子結構參與協(xié)同承載時的整體結構抗倒塌能力與子結構的形式有關:子結構為叉筒網(wǎng)殼時,參與協(xié)同承載使得整體結構抗倒塌能力提高,子結構為雙層網(wǎng)架時,參與協(xié)同承載使得整體結構抗倒塌能力降低。
 ?。?)分析了子結構參與協(xié)同承載時,子結構的布置方式、叉筒網(wǎng)殼子結構矢跨比和桿件規(guī)格、雙層網(wǎng)架子結構與主體結構之間的連接方式(周邊支撐或四角支撐)、雙層網(wǎng)架子結構高度以及桿件規(guī)格對整體結構抗倒

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