單層球面網(wǎng)殼動力失穩(wěn)振動臺試驗研究.pdf

1、近幾十年里,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)憑借其優(yōu)美的造型、合理的受力形式及較大的跨度,在各地的體育場館和會展場館建設(shè)熱潮中得到了廣泛工程實踐。鑒于我國地處地震災(zāi)害嚴(yán)重的區(qū)域,學(xué)者們對以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為代表的大跨空間結(jié)構(gòu)在地震作用下的倒塌失效機理進(jìn)行系統(tǒng)的研究工作。目前,對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性問題的理論研究逐漸成熟,學(xué)者們揭示了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強震下可能發(fā)生的兩種失效模式,動力失穩(wěn)和動力強度破壞。反觀理論研究工作的蓬勃,從試驗角度去驗證和探究網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強震失效機理的工作相對少

2、得多,學(xué)者們鮮有試驗依據(jù)去支撐自己的理論研究。基于此,本課題旨在對一簡化單層球面網(wǎng)殼開展了模擬地震振動臺試驗研究,力圖站在試驗的角度去探討網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震性能及其倒塌失效模式,并利用已有的理論成果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比。最后將試驗數(shù)據(jù)整理,初步建立了一套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),供廣大學(xué)者參考。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對一原型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行了簡化,通過確定相似比,得到了試驗?zāi)Ｐ偷母鞑糠謪?shù),最后制作成節(jié)點定位準(zhǔn)確的單層球面網(wǎng)殼模型。

3、r>　　(2)對加工好的網(wǎng)殼模型進(jìn)行了振動臺試驗,測試模型的自振特性參數(shù)(固有頻率和阻尼比),獲取模型在單向簡諧荷載作用下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)(節(jié)點加速度、位移和桿件應(yīng)變信號),最后讓模型結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞。
　　(3)使用通用有限元軟件Abaqus對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行精細(xì)化建模,在建模過程中考慮了節(jié)點轉(zhuǎn)動慣量影響并在模型底部加以試驗實測的動力荷載。通過獲取結(jié)構(gòu)的自振特性和動力荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)以及模擬結(jié)構(gòu)倒塌全過程,并將其與試驗結(jié)果進(jìn)行對比