地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋共同作用下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析.pdf

1、空間結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展使各種各樣新型的結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn)，同時推動著其相關(guān)理論也在相應(yīng)的不斷完善中。但相對于其他結(jié)構(gòu)（框架結(jié)構(gòu)、橋梁等），就考慮地基土與結(jié)構(gòu)的共同作用這個方面來說，空間結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究還是比較匱乏的。尤其是近些年，地震災(zāi)害頻發(fā)，已帶來不少生命與財產(chǎn)的損失，而空間結(jié)構(gòu)作為人們進(jìn)行公共活動的主要場所，在地震發(fā)生時，確保結(jié)構(gòu)的安全性是極其重要的。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為空間結(jié)構(gòu)中發(fā)展快、應(yīng)用廣的形式之一，其相關(guān)理論已取得了不小的成果，但是以往對其

2、進(jìn)行的分析大多數(shù)未考慮地基的影響，或?qū)⒌鼗院喕Ｐ痛?。本文以凱威特（K8）型單層球面網(wǎng)殼為研究對象，從而進(jìn)行考慮地基土與上部結(jié)構(gòu)共同作用下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的研究工作。
　　本文采用ANSYS有限元軟件建立凱威特型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元模型，分別建立不考慮土—結(jié)構(gòu)共同作用下的模型（支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型）以及考慮共同作用下的整體模型（地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型），利用分塊蘭索斯法進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的基本自振特性，提取結(jié)構(gòu)前30階

3、自振頻率及振型并進(jìn)行對比；然后根據(jù)相關(guān)推薦選取EL—Centro波及Taft波作為結(jié)構(gòu)輸入地震動，按照抗震設(shè)防8度區(qū)多遇地震下加速度峰值對其進(jìn)行調(diào)整后，采用三向輸入，利用時程分析法獲得結(jié)構(gòu)體系在不同地震波作用下的響應(yīng)結(jié)果，選取具有代表性的桿件及節(jié)點，分別對桿件軸力及節(jié)點位移進(jìn)行分析。對比兩種模型下結(jié)構(gòu)自振特性及結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)結(jié)果，可獲得以下幾點結(jié)論：
　?。?）兩種模型中結(jié)構(gòu)自振頻率均比較密集，且都在第三階發(fā)生突變，但是在考慮地基基

4、礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的共同作用后，結(jié)構(gòu)的自振頻率整體減小；同時通過振型圖可以看出，兩種模型中網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的高階振型有較大的差異，而考慮共同作用后網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的豎向振型提前。
　?。?）考慮地基土與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的共同作用后，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點水平X、Y向位移增大，而節(jié)點豎向（Z向）位移減小，且土—結(jié)構(gòu)的共同作用對肋桿上節(jié)點位移影響最小。
　?。?）相比于網(wǎng)殼屋蓋—支承體系模型，地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋整體計算模型中的桿件軸力有不同程度的增大或減小，所選桿件