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1、索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是一種新型單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式,適合于玻璃采光頂結(jié)構(gòu)。它采用獨(dú)特網(wǎng)格形狀(平面四邊形網(wǎng)格)、網(wǎng)格形式(鋼結(jié)構(gòu)和柔性交叉斜索)、曲面形態(tài)(表面平移法形成)和節(jié)點(diǎn)形式,其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗震性能會(huì)與傳統(tǒng)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有很大不同。目前,對(duì)索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的抗震性能還缺乏研究。
本文針對(duì)振型疊加法計(jì)算地震響應(yīng),提出了模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法用于挑選大跨空間結(jié)構(gòu)地震荷載作用下的主要參振模態(tài),其原理是基于地震荷載空間分布模式和振型的相
2、似程度。本文根據(jù)不同網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式、不同地震波類型和不同地震波方向選取19個(gè)算例來分析檢驗(yàn)?zāi)B(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)方法的準(zhǔn)確性。獲得結(jié)論如下:模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法可以準(zhǔn)確的選擇結(jié)構(gòu)主要參振模態(tài)計(jì)算得到結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),其準(zhǔn)確性高于《空間網(wǎng)格技術(shù)規(guī)程》提出采用結(jié)構(gòu)前30階振型進(jìn)行地震響應(yīng)計(jì)算的方法。結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布均勻情況下,模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法與有效質(zhì)量系數(shù)法計(jì)算結(jié)果相同;質(zhì)量不均勻情況下,準(zhǔn)確性高于有效質(zhì)量系數(shù)。并且此方法具有普適性,適用于索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
3、 本文針對(duì)類型為橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、聯(lián)方柱面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和馬鞍面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)三類結(jié)構(gòu),按照《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行靜力設(shè)計(jì),然后通過有限元軟件ANSYS進(jìn)行時(shí)程分析,在9度罕遇地震(TAFT波和EL CENTRO波)三向地震波作用下進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。通過結(jié)構(gòu)不同矢跨比,不同地震波以及不同索截面面積,分析單元應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)位移在地震作用下的分布規(guī)律。由分析可知,索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在9度罕遇地震下,結(jié)構(gòu)幾何非線性較弱,抗
4、震性能良好。
最后,考察索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地震作用下破壞模式。需要分為兩種情況來考慮:第一種是索結(jié)構(gòu)先進(jìn)入塑性,然后拉斷,鋼結(jié)構(gòu)桿件沒有或小部分進(jìn)入塑性。第二種是鋼結(jié)構(gòu)先進(jìn)入塑性,直到鋼結(jié)構(gòu)破壞,索結(jié)構(gòu)都沒有破壞。本文針對(duì)三種矢跨比的橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力破壞模式研究,分析了拉索斷裂對(duì)于結(jié)構(gòu)破壞模式的影響。得到如下結(jié)論:拉索不破壞模型,鋼桿件能夠充分發(fā)揮作用,利用率較高,因此極限承載力較高,并且剛度較大。與此相
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