聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼基于性能的抗震設(shè)計方法研究.pdf

1、考慮到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于跨度大、人員密集的體育館或音樂廳等建筑,在地震作用下,結(jié)構(gòu)即使不倒塌也有可能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失,本文引入基于性能的設(shè)計思想進行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,采用"投資一效益準則"確定的全壽命總費用最小作為抗震設(shè)計的目標性能. 結(jié)構(gòu)的全壽命總費用包括初始造價、維護費用和失效損失三部分.其中初始造價和維護費用可以根據(jù)工程規(guī)模和設(shè)計文件確定,而結(jié)構(gòu)的失效損失必然與結(jié)構(gòu)在地震作用下的失效機理相聯(lián)系.因此本文采用非線性時程分析方

2、法分析了不同跨度、不同矢跨比的聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼在不同峰值地震波作用下的動力響應(yīng),了解到聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼存在動力失穩(wěn)和動力強度破壞兩種動力失效機理,并且得到了結(jié)構(gòu)的破壞程度可以通過結(jié)構(gòu)的最大節(jié)點位移來確定的結(jié)論. 基于上述研究,本文以結(jié)構(gòu)最大節(jié)點位移為指標將結(jié)構(gòu)的破化程度劃分為基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴重破壞和倒塌五個等級.考慮到人為設(shè)置劃分指標可能引來的誤差,在結(jié)構(gòu)的破壞程度評定中引入基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度函數(shù),將結(jié)構(gòu)的

3、破壞程度表達為屬于各個破壞等級的隸屬度,而不是簡單的將結(jié)構(gòu)的破壞程度歸為某一個破壞等級. 結(jié)構(gòu)的失效損失包括直接失效損失和間接失效損失.本文建立結(jié)構(gòu)破壞等級與直接失效損失的對應(yīng)關(guān)系,采用隸屬度法計算結(jié)構(gòu)的直接失效損失,并通過B系數(shù)對間接失效損失進行放大. 本文證明了在用鋼量相同的情況下,按滿應(yīng)力原則配置的空間桿系結(jié)構(gòu)的剛度最大,進而提出以全壽命總費用最小為優(yōu)化目標的滿應(yīng)力調(diào)控法.該方法通過引入調(diào)控系數(shù)λ來調(diào)控滿應(yīng)力設(shè)計時