強(qiáng)震作用下雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力失效分析.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(guó)得到了廣泛地應(yīng)用。由于地震災(zāi)害的頻發(fā)性及其巨大的破壞性，目前對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)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(diǎn)的有限元計(jì)算數(shù)值模型，運(yùn)用非線性有限元理論，計(jì)算雙層K6型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的動(dòng)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(jìn)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(dòng)力時(shí)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(jìn)行空間鋼桁架結(jié)構(gòu)自振特性，靜動(dòng)力非線性分析。運(yùn)用程序分別對(duì)“V”字型桁架結(jié)構(gòu)和24單元六角星形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力和動(dòng)力雙非線性分析，并結(jié)合商業(yè)有限元程序ANSYS進(jìn)行校對(duì)，驗(yàn)證了程序的可行性和準(zhǔn)確性。 以雙層K6型網(wǎng)殼為典型算例，進(jìn)行三維地震作用下非線性時(shí)程分析，提出網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最大結(jié)點(diǎn)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(xiàng)特征響應(yīng)指標(biāo)；并觀察其隨地震加速度幅值增長(zhǎng)變化的全過程分析；描述結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展過程和動(dòng)力破壞特征；探討結(jié)構(gòu)動(dòng)力破壞機(jī)理；并定義結(jié)構(gòu)超載安全系數(shù)，來評(píng)定結(jié)構(gòu)抗震安全等級(jí)；進(jìn)一步考察矢跨比、厚跨比等不同參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和破壞特征的影響，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)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(chǔ)備，其最終破壞形式趨于動(dòng)力強(qiáng)度破壞，最