地震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬及抗倒塌設(shè)計(jì)方法.pdf

1、單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為空間結(jié)構(gòu)的一種主要形式，兼有桿系結(jié)構(gòu)與薄殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與特性，在我國應(yīng)用較廣泛。目前單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析時(shí)計(jì)算模型通常假定節(jié)點(diǎn)剛性，采用有限元程序通用梁單元模擬桿件。這種計(jì)算模型無法考慮地震作用下節(jié)點(diǎn)剛度變化、節(jié)點(diǎn)破壞以及桿件塑性不均勻開展對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，將高估結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)承載力。此外，目前尚缺乏合理可行的地震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)方法。針對(duì)上述問題，本文以數(shù)值模擬為主要手段，在國內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上開

2、展了以下工作：
　　 (1)對(duì)地震作用下焊接球節(jié)點(diǎn)受力過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了焊接球節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)受力行為特征；通過參數(shù)化分析，研究了節(jié)點(diǎn)受力性能與節(jié)點(diǎn)尺寸、材料強(qiáng)度以及所連接桿件尺寸的關(guān)系；通過數(shù)據(jù)回歸分析，建立了可用于模擬地震作用下焊接空心球節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷往復(fù)荷載作用的節(jié)點(diǎn)力學(xué)計(jì)算模型。
　　 (2)總結(jié)了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件在強(qiáng)震作用下的力學(xué)行為特征；總結(jié)了常用桿件力學(xué)計(jì)算模型，并分析比較了基于不同桿件模型的懸臂梁受力性能變化；

3、通過參數(shù)化分析確定了采用纖維模型模擬桿件時(shí)的合理纖維劃分?jǐn)?shù)量；算例分析表明纖維模型能夠模擬地震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件的塑性不均勻開展，桿件塑性不均勻開展對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)承載力有顯著影響。
　　 (3)提出基于結(jié)構(gòu)整體位移響應(yīng)的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)倒塌判別準(zhǔn)則；基于本文數(shù)值模型采用基于倒塌儲(chǔ)備系數(shù)(簡稱CMR)的抗倒塌評(píng)估方法分析了地震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗倒塌性能；分析CMR與結(jié)構(gòu)倒塌概率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建議了基于CMR設(shè)防目標(biāo)的地震作用下