大跨度球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能分析及比較.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,大跨度球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)愈來愈被廣泛應(yīng)用,其安全性也愈來愈受到重視,故對其抗倒塌性能進(jìn)行分析是十分必要的。
　　本文以大跨度球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為研究對象,對一實(shí)際大跨度工程采用單層球面網(wǎng)殼和雙層球面網(wǎng)殼兩種結(jié)構(gòu)形式,從靜力穩(wěn)定和動(dòng)力抗震兩方面著手,首先基于AP法分析并對比兩種結(jié)構(gòu)形式靜力作用下的抗連續(xù)倒塌性能,并判定其連續(xù)倒塌的失效機(jī)理;此外,將三向El-centro波和天津波為地震輸入進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析,將其加速度幅值依次加

2、大,研究并對比這兩種結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的動(dòng)力性能、抗倒塌性能及失效機(jī)理。從而為大跨度球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)論有:
　　(1)所選用的大跨度單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有一定的冗余度,在靜力作用下,結(jié)構(gòu)中10個(gè)桿件或3個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)損壞后,結(jié)構(gòu)即發(fā)生失穩(wěn)破壞而連續(xù)倒塌,故應(yīng)加強(qiáng)對其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的保護(hù);而大跨度雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)冗余度較高,是單層球面網(wǎng)殼的7~13倍,在使用荷載作用下結(jié)構(gòu)的10根關(guān)鍵桿件或3個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)破壞都未引發(fā)其連續(xù)

3、倒塌,結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能良好,故大跨度雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能優(yōu)于大跨度單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
　　(2)在靜力作用下,穩(wěn)定是大跨度單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安全性的決定性因素。而通過加大荷載,對大跨度雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度破壞全過程分析發(fā)現(xiàn):沒有局部破壞的完整大跨度雙層球面網(wǎng)殼最終倒塌時(shí)發(fā)生失穩(wěn)破壞,遭到輕微局部破壞的結(jié)構(gòu)最終倒塌時(shí)是失穩(wěn)和強(qiáng)度破壞共同作用的結(jié)果,遭受嚴(yán)重局部破壞的結(jié)構(gòu)最終倒塌時(shí)發(fā)生強(qiáng)度破壞。
　　(3)強(qiáng)震作用

4、下,大跨度球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力抗倒塌性能良好,本文兩種結(jié)構(gòu)形式破壞的加速度幅值在35 m/s2-48 m/s2左右。并且大跨度雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震性能略好于大跨度單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
　　(4)動(dòng)力時(shí)程分析中,最大節(jié)點(diǎn)位移、結(jié)構(gòu)中進(jìn)入塑性桿件的比例均隨著荷載幅值的加大而加大,即結(jié)構(gòu)的剛度漸漸弱化;節(jié)點(diǎn)振動(dòng)偏移平衡位置的程度越來越多,但偏移幅度不大,沒有突然的發(fā)散點(diǎn)。即幾何非線性和材料非線性相比,材料非線性更明顯,結(jié)構(gòu)破壞是由于塑性深