聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、考慮到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于跨度大、人員密集的體育館或音樂廳等建筑,在地震作用下,結(jié)構(gòu)即使不倒塌也有可能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失,本文引入基于性能的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),采用"投資一效益準(zhǔn)則"確定的全壽命總費(fèi)用最小作為抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能. 結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用包括初始造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用和失效損失三部分.其中初始造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用可以根據(jù)工程規(guī)模和設(shè)計(jì)文件確定,而結(jié)構(gòu)的失效損失必然與結(jié)構(gòu)在地震作用下的失效機(jī)理相聯(lián)系.因此本文采用非線性時(shí)程分析方

2、法分析了不同跨度、不同矢跨比的聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼在不同峰值地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng),了解到聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼存在動(dòng)力失穩(wěn)和動(dòng)力強(qiáng)度破壞兩種動(dòng)力失效機(jī)理,并且得到了結(jié)構(gòu)的破壞程度可以通過結(jié)構(gòu)的最大節(jié)點(diǎn)位移來確定的結(jié)論. 基于上述研究,本文以結(jié)構(gòu)最大節(jié)點(diǎn)位移為指標(biāo)將結(jié)構(gòu)的破化程度劃分為基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞和倒塌五個(gè)等級(jí).考慮到人為設(shè)置劃分指標(biāo)可能引來的誤差,在結(jié)構(gòu)的破壞程度評(píng)定中引入基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度函數(shù),將結(jié)構(gòu)的

3、破壞程度表達(dá)為屬于各個(gè)破壞等級(jí)的隸屬度,而不是簡(jiǎn)單的將結(jié)構(gòu)的破壞程度歸為某一個(gè)破壞等級(jí). 結(jié)構(gòu)的失效損失包括直接失效損失和間接失效損失.本文建立結(jié)構(gòu)破壞等級(jí)與直接失效損失的對(duì)應(yīng)關(guān)系,采用隸屬度法計(jì)算結(jié)構(gòu)的直接失效損失,并通過B系數(shù)對(duì)間接失效損失進(jìn)行放大. 本文證明了在用鋼量相同的情況下,按滿應(yīng)力原則配置的空間桿系結(jié)構(gòu)的剛度最大,進(jìn)而提出以全壽命總費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)的滿應(yīng)力調(diào)控法.該方法通過引入調(diào)控系數(shù)λ來調(diào)控滿應(yīng)力設(shè)計(jì)時(shí)