單層球面網(wǎng)殼的最不利動荷載分析和動力失效分析.pdf

1、本文對單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行了簡單動荷載及地震作用下的動力響應(yīng)分析，最終在最不利動荷載、結(jié)構(gòu)火效類型、失效機(jī)理分析等方面得出重要結(jié)論。 本文以跨度40m、50m、矢跨比為1/5、1/7四種K8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例，同時考慮兒何非線性與材料非線性，對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡諧荷載、階躍荷載及地震作用下的結(jié)構(gòu)最不利荷載分析。通過對不同頻率簡諧荷載、不同持時階躍荷載、場地卓越周期及地震波平臺段持時的研究，建立起結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)與結(jié)構(gòu)白振特性以及荷載頻

2、譜特性之間的關(guān)系，明確了何種條件下的荷載為結(jié)構(gòu)最不利荷載。分析表明：無論水平還是豎向簡諧荷載，當(dāng)激勵頻率與激勵作用方向最大振型參與系數(shù)所對應(yīng)的固有頻率接近時，結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)最強(qiáng)烈，所對應(yīng)的極限荷載最低，為結(jié)構(gòu)的最不利荷載；無論水平還是豎向階躍荷載，當(dāng)荷載持時為荷載作用方向最大振型參與系數(shù)所對應(yīng)的同有周期的1/2時，結(jié)構(gòu)的動力響麻最強(qiáng)烈，所對應(yīng)的極限荷載最低，為結(jié)構(gòu)的最不利荷載：無論是水平還是豎向地震作用，當(dāng)場地卓越周刪T<,g>相同時，

3、結(jié)構(gòu)極限加速度峰值隨著平臺段持時的增加而降低。另外，如果T<,g>與L(結(jié)構(gòu)第一階白振周期)一致或接近，則T<,i>所對應(yīng)的地震作用方向的振型參與系數(shù)越大，結(jié)構(gòu)的極限加速度峰值越低。 在此基礎(chǔ)上，通過對不同頻率簡諧荷載和不同持時階躍荷載作用下的全過程響應(yīng)分析，歸納出單層球面網(wǎng)殼的兩大火效類型，即動力失穩(wěn)利強(qiáng)度破壞，并從結(jié)構(gòu)剛度矩陣的角度，剖析了單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在上述兩種荷載下的矢效機(jī)理，并與靜力穩(wěn)定性進(jìn)行了對比。分析表明：在簡諧

4、荷載下，塑性桿什的比例與失效類型無明顯規(guī)律，但從整體破壞過程的角度而言，強(qiáng)度破壞的結(jié)構(gòu)住位移發(fā)展、塑性桿件數(shù)量的增加以及塑性開展過程兒方面都早現(xiàn)顯著的征兆。另外，外荷載頻率是處丁共振區(qū)內(nèi)還是共振區(qū)外與火效類型無明顯規(guī)律；在階躍荷載下，塑性桿什愈多，結(jié)構(gòu)愈易發(fā)生強(qiáng)度破壞，最小極限荷載一般對應(yīng)強(qiáng)度破壞；結(jié)構(gòu)動載失效的原因是由于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)足夠多的塑性鉸，而最終成為機(jī)構(gòu)所致，物理非線性起控制作用，而靜載失效主要是由于桿件軸向力的影響，幾何非線性起