大跨度球面網(wǎng)殼結構抗連續(xù)倒塌性能分析及比較.pdf

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

2、大,研究并對比這兩種結構在強震作用下的動力性能、抗倒塌性能及失效機理。從而為大跨度球面網(wǎng)殼結構的工程設計提供理論依據(jù)。主要研究結論有:
　　(1)所選用的大跨度單層球面網(wǎng)殼結構有一定的冗余度,在靜力作用下,結構中10個桿件或3個關鍵節(jié)點損壞后,結構即發(fā)生失穩(wěn)破壞而連續(xù)倒塌,故應加強對其關鍵節(jié)點的保護;而大跨度雙層球面網(wǎng)殼結構冗余度較高,是單層球面網(wǎng)殼的7~13倍,在使用荷載作用下結構的10根關鍵桿件或3個關鍵節(jié)點破壞都未引發(fā)其連續(xù)

3、倒塌,結構抗連續(xù)倒塌性能良好,故大跨度雙層球面網(wǎng)殼結構抗連續(xù)倒塌性能優(yōu)于大跨度單層球面網(wǎng)殼結構。
　　(2)在靜力作用下,穩(wěn)定是大跨度單層球面網(wǎng)殼結構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)殼結構進行強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)殼最終倒塌時發(fā)生失穩(wěn)破壞,遭到輕微局部破壞的結構最終倒塌時是失穩(wěn)和強度破壞共同作用的結果,遭受嚴重局部破壞的結構最終倒塌時發(fā)生強度破壞。
　　(3)強震作用

4、下,大跨度球面網(wǎng)殼結構的動力抗倒塌性能良好,本文兩種結構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)殼結構的抗震性能略好于大跨度單層球面網(wǎng)殼結構。
　　(4)動力時程分析中,最大節(jié)點位移、結構中進入塑性桿件的比例均隨著荷載幅值的加大而加大,即結構的剛度漸漸弱化;節(jié)點振動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。即幾何非線性和材料非線性相比,材料非線性更明顯,結構破壞是由于塑性深