单层球面网壳结构抗连续倒塌设计

单层球面网壳冗余度较低,个别杆件失效容易引起结构连续倒塌。为提高单层球面网壳的抗连续倒塌能力,可以采用将单层网壳主肋设计为局部双层的方法。应用ABAQUS软件通过自编程序,考虑杆件失稳及失稳后行为,对比分析了采用局部双层前、后静力荷载作用下单层球面网壳极限承载力、节点位移和失效模态,以及采用局部双层前、后地震荷载作用下单层球面网壳极限承载力。分析了地震作用下局部双层厚度不同时单层球面网壳结构的极限承载力。分析结果表明,将单层球面网壳主肋设计为局部双层可提高网壳结构极限承载力,改变网壳失效模式。     

基于新型杆式摩擦阻尼器的单层球面网壳地震响应分析

根据阻尼器和弹簧的原理,在现有BRB的构造基础上设计了一种新型可恢复式杆式摩擦阻尼器装置,并介绍了该种构造专利。探究了该装置的刚度和耗能能力,与传统杆件相比,其轴向刚度可根据高强弹簧调节且可控,侧向屈曲刚度基本无衰减。通过理论分析和数值计算对该新型装置与单一杆件进行了对比,同时将该装置应用在网壳之中,在EL-Centro波作用下进行了单层球面网壳在替换新型杆式摩擦阻尼器前后的地震响应分析。结果表明:该新型杆式摩擦阻尼器装置可有效降低地震作用,表现出良好的消能机制和耗能特性。该装置可应用于新建网壳结构中以及已建网壳中受损杆件的替换,为单层网壳结构的减震和抗震设计提供了一种新的思路。     

基于纤维模型的单层球面网壳抗震倒塌反应分析

通过纤维模型对悬臂杆荷载-位移(P-δ)效应进行模拟,并与采用其他有限单元的模拟结果对比,验证时程纤维模型在模拟单层网壳结构杆件二阶效应变形以及塑性发展路径两方面的精确性。基于纤维模型和动力增量时程分析法,以倒塌边缘比(CMR)作为抗地震倒塌评估指标分析了单层球面网壳结构的初始几何缺陷、屋面荷载、结构矢跨比、结构跨度对抗地震倒塌能力的影响。     

单层网壳结构的粘滞阻尼器减振分析

在单层网壳上设置控制系统,可有效地提高结构的抗震性能;如何在结构中合理地布置粘滞阻尼器,从而取得理想的控制效果,是当前亟待解决的问题.本文提出无控单层网壳结构在地震波作用下,所有时间增量步两端节点相对位移的绝对值的和较大的杆件所在的区域为粘滞阻尼器的优化布置区域.以单层柱面网壳为例,对比分析了按本文提出的粘滞阻尼器布置准则布置阻尼器与采用其他布置方法对网壳结构减振效果的不同,并讨论了布置粘滞阻尼器对结构节点位移和极限承载力的改善.     

多维多点输入下压电智能网壳结构的动力稳定性分析

以40 m跨度K6型单层球面网壳为研究对象,采用时程分析法对大跨空间网壳结构进行了多维多点输入和单点一致输入下的地震响应分析,比较了2种地震荷载作用下的结构响应;将大跨空间网壳结构中受力较大的杆件替换为压电智能杆件,对比分析了多维多点输入下结构安装压电智能杆件前后的地震响应变化。结果表明:多维多点输入相对单点一致输入对大跨空间网壳结构会产生更加不利的影响,在网壳结构的抗震设计中是必须考虑的;安装压电智能杆件后结构多数杆件的地震响应明显减小,达到了稳定控制的效果。     

杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应影响研究

为研究杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应的影响,利用OpenSEES有限元程序,采用多段梁法模拟杆件初始缺陷,给出了OpenSEES模拟空间网格结构圆管杆件滞回的多段梁法建模参数合理取值,基于GB 50017—2003《钢结构设计规范》中压杆稳定系数拟合了圆管等效偏心率和正则化长细比的关系式。考虑杆件初弯曲方向随机分布,建立了不同参数单层凯威特球面网壳模型,对网壳增量动力分析的最大位移进行了比较。结果表明：当网壳处于弹性状态时,杆件缺陷对其地震响应的影响可以忽略;当网壳进入塑性状态后,杆件缺陷对其地震响应的影响不可忽略,不同杆件初弯曲方向的网壳地震响应离散程度随地震动强度提高基本呈增大趋势;地震动强度较大时,考虑杆件缺陷和结构整体缺陷的单层网壳地震响应和仅考虑整体缺陷的单层网壳地震响应差异较大,两者最大位移的相对大小并无规律性,其关键影响因素为地震作用下塑性杆件分布的离散程度。     

双态控制下磁流变阻尼结构的弹塑性地震反应分析

首先介绍了磁流变体的力学特性 ,以及由它制成的磁流变阻尼器的构造与性能。通过对磁流变阻尼器性能试验的数据进行分析研究 ,导出了其力学模型———Bingham模型的有关参数公式。然后 ,在此模型下利用半主动双态控制算法 ,对磁流变阻尼结构在地震作用下的弹塑性动力反应进行了分析。分析和研究结果表明 ,利用磁流变阻尼器对结构进行半主动控制能产生良好的减震效果。     

布置方式对MR阻尼器在网壳结构风振抑制中的影响及规律

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料抗风减振装置,将MR阻尼器以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的,研究了阻尼器的布置方式对空间网壳结构的抗风减振效果的影响.研究表明,阻尼器的布置方式对加入MR阻尼器后的网壳结构在风荷载作用下的减振效果具有一定程度的影响.     

单层球面网壳结构抗震性能研究

本研究了单层网壳结构地震响应的计算理论和计算方法。以K8型单层球面网壳为研究对象,得出了单层网壳在水平地震作用和竖向地震作用下的力学响应特性的一些重要结论。进一步针对地震响应的主要影响参数,如结构几何参数、边界刚度、阻尼比等,对单层球面网壳地震响应规律作了系统的研究,并提出了对单层网壳结构抗震设计有应用价值的结构和建议。     

增量动力分析在单层网壳倒塌评估中的应用

增量动力分析已经成为结构抗震性能评估的重要方法之一,但其在空间结构中的应用还处于空白.本文利用增量动力分析方法对某单层网壳进行了抗震性能评估.以地震峰值加速度和最大位移为地震动参数和工程需求参数对该网壳进行了增量动力分析.根据分析结果,计算了该网壳在任意峰值加速度下的倒塌概率,结合地震动危险性曲线,得到了该网壳的年度平均倒塌概率.计算结果表明,该单层网壳具有较高的抗倒塌性能;增量动力分析可以应用于单层网壳的地震倒塌评估.