強震作用下雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力失效分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，建筑技術(shù)水平的顯著提高，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國得到了廣泛地應(yīng)用。由于地震災害的頻發(fā)性及其巨大的破壞性，目前對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強震作用下的抗震性能的研究尚缺乏透徹了解。本文通過建立反映網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)非線性特點的有限元計算數(shù)值模型，運用非線性有限元理論，計算雙層K6型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強震作用下的動力響應(yīng)，了解其抗震性能。 本文根據(jù)非線性有限元理論和課題組已有研究基礎(chǔ)上，改進了空間鉸接桿單元內(nèi)力位移滯回模型和考慮雙非線性(材料、幾何非線性

2、)因素的動力時程算法，并在此基礎(chǔ)上編制了空間桁架結(jié)構(gòu)非線性分析程序(STNA)。程序(STNA)可進行空間鋼桁架結(jié)構(gòu)自振特性，靜動力非線性分析。運用程序分別對“V”字型桁架結(jié)構(gòu)和24單元六角星形結(jié)構(gòu)進行了靜力和動力雙非線性分析，并結(jié)合商業(yè)有限元程序ANSYS進行校對，驗證了程序的可行性和準確性。 以雙層K6型網(wǎng)殼為典型算例，進行三維地震作用下非線性時程分析，提出網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最大結(jié)點位移、位移延性系數(shù)、屈服桿件比例、最大桿件屈服應(yīng)變比

3、等四項特征響應(yīng)指標；并觀察其隨地震加速度幅值增長變化的全過程分析；描述結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展過程和動力破壞特征；探討結(jié)構(gòu)動力破壞機理；并定義結(jié)構(gòu)超載安全系數(shù)，來評定結(jié)構(gòu)抗震安全等級；進一步考察矢跨比、厚跨比等不同參數(shù)對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和破壞特征的影響，對分析結(jié)果進行總結(jié)歸納。本文得出結(jié)論：雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在破壞之前已經(jīng)歷了較大的塑性發(fā)展過程，結(jié)構(gòu)在塑性發(fā)展和位形變化的交互作用下產(chǎn)生破壞，雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有較大的抗震安全儲備，其最終破壞形式趨于動力強度破壞，最