強(qiáng)震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力破壞機(jī)理.pdf

1、單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼具桿系結(jié)構(gòu)與薄殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和特性，在我國(guó)得到了較為廣泛的應(yīng)用。我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)，許多新建和在建的地標(biāo)性單層網(wǎng)殼建筑建設(shè)在強(qiáng)震區(qū)。目前對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析時(shí)，通常以有限元軟件通用梁?jiǎn)卧M桿件，以剛性連接模擬節(jié)點(diǎn)，將高估結(jié)構(gòu)抗震承載力。為此，須建立準(zhǔn)確反映單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力特性的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，深入研究單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的動(dòng)力破壞機(jī)理。本文采取理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行了以下四方面的研究工作。
　　

2、(1)以桿件變形后的幾何構(gòu)型為基礎(chǔ)建立平衡微分方程，推導(dǎo)了考慮二階效應(yīng)的空間梁?jiǎn)卧灰撇逯岛瘮?shù)，模擬結(jié)構(gòu)中無(wú)軸力桿件；利用Maclaurin級(jí)數(shù)展開(kāi)推導(dǎo)了考慮二階效應(yīng)、同時(shí)適用于受拉受壓梁柱單元的統(tǒng)一位移插值函數(shù)，模擬結(jié)構(gòu)中有軸力桿件；推導(dǎo)了考慮軸向變形、剪切變形、雙向彎曲、扭轉(zhuǎn)及其耦合效應(yīng)影響的單元切線剛度矩陣，建立了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)二階彈性計(jì)算分析方法。
　　 (2)提出了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件的兩種失穩(wěn)類型；引入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的

3、空間受力圓鋼管失穩(wěn)判定準(zhǔn)則，采用考慮二階效應(yīng)的塑性鉸模型模擬失穩(wěn)前桿件，采用Marshall模型模擬失穩(wěn)后桿件，建立了考慮失穩(wěn)效應(yīng)的桿件彈塑性計(jì)算模型，可模擬強(qiáng)震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件可能反復(fù)經(jīng)歷的失穩(wěn)-拉直過(guò)程與塑性鉸形成-消失過(guò)程。
　　 (3)研究了焊接空心球節(jié)點(diǎn)在循環(huán)荷載作用下荷載-位移曲線的變化規(guī)律與塑性變形發(fā)展過(guò)程，利用回歸統(tǒng)計(jì)方法，建立了焊接空心球節(jié)點(diǎn)力學(xué)計(jì)算模型，可模擬強(qiáng)震作用下單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)焊接空心球節(jié)點(diǎn)反復(fù)經(jīng)歷