圓柱面巨型網(wǎng)格結構在強震作用下的倒塌性能研究.pdf

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