考虑土-结构相互作用的双层柱面网壳结构三维地震反应分析

基于刚性地基假定的双层柱面网壳结构抗震计算方法未充分考虑场地土对其地震反应的影响.为验证土-结构相互作用对双层柱面网壳结构三维地震反应的影响,本文以一个48m跨度的双层柱壳为研究对象,分别建立基于刚性地基假定的柱壳结构及其考虑土-结构相互作用的三维有限元整体模型,研究对比了这两种结构体系的动力特性,并用时程分析法对其进行了三维地震反应分析与对比.结果表明,考虑土-结构相互作用后,双层柱面网壳结构的自振周期延长,振型发生变化;结构位移增大,部分杆件轴力增大.因此,对双层柱面网壳结构的抗震分析应考虑土-结构相互作用的影响.     

矢跨比对单层柱面网壳动力稳定性能影响

以单层柱面网壳结构为研究对象,利用汶川地震波对该类结构进行了时程地震反应分析,考察了结构的地震响应和抗震性能,研究了其在地震作用下的动力失稳特点。选取了投影尺寸相同、矢跨比不同的单层柱面网壳,分析了矢跨比对单层柱面网壳动力稳定性能的影响。     

单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及地震易损性

通过有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的有限元分析模型,利用增量动力分析方法（IDA）对网壳结构进行强震作用下动力响应全过程分析,获得了单层柱面铝合金网壳结构强震失效模式。基于模糊数学理论提出单层柱面铝合金网壳结构强震失效判别方法,结合结构损伤理论拟合网壳结构强震损伤因子,通过大规模参数分析定义适用于铝合金网壳结构的损伤程度分级,对铝合金网壳结构不同损伤状态进行划分。通过随机抽样选取一定数量的结构-地震样本,对铝合金网壳结构开展地震易损性分析,通过回归分析建立地震易损性函数,获得单层柱面铝合金网壳结构的概率地震易损性曲线。结果表明：通过结构地震易损性分析可以看出铝合金网壳结构具有良好的抗震性能,在强震作用下保持基本完好或仅有轻微破坏的概率较大。     

双层柱面网壳的减震性能研究

目前关于网壳结构减震的研究,国内外均刚刚起步,同时双层柱面网壳结构在地震作用下的动力响应是不容忽视的。因此,本文从双层柱面网壳的受力特性出发,利用结构动力学原理,对双层柱面网壳结构在替换部分杆件后的减震效果进行了分析。其中包括布置位置、布置数量以及地震波的调幅加速度等方面的研究,通过合理的模拟和计算,表明双层柱面网壳在粘滞阻尼器作用下的减震效果良好,用粘滞阻尼器替换部分杆件是一种有效的减震方法。     

单层柱面网壳结构地震模拟振动台试验研究

本文通过对一单层柱面网壳缩尺模型进行小幅值正弦波扫频和不同强度的地震模拟振动台试验,系统研究了单层网壳结构自振特性、弹性及弹塑性抗震性能,观察其塑性发展过程和破坏特征,并采用ANSYS软件对试验结果进行了进一步的分析和验证。研究表明,网壳结构频谱密集,地震响应复杂,水平与竖向位移响应同一量级;强震作用下仍具有良好的抗震性能和较大的安全储备;破坏前经历较充分的塑性发展过程,破坏的真正原因是结构塑性发展和位形变化的交互作用;同时,试验数据与ANSYS的理论计算结果吻和较好,说明采用数值模拟方法对网壳这类复杂结构进行破坏机理的研究具有重要意义。     

铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性进行了系统的研究,设计了符合实际工程应用的55例铝合金柱面网壳。通过ANSYS有限元软件对柱面网壳进行弹塑性全过程分析,分析了跨厚比、矢跨比、材料非线性、荷载分布模式和初始缺陷对柱面网壳整体稳定承载力的影响。根据初始缺陷不同、作用荷载不同等设计了660例柱面网壳,并对其进行有限元分析,提出了柱面网壳弹塑性整体稳定设计方法。     

半刚性双层柱面网壳结构的动力分析

本文旨在通过数值方法分析双层柱面网壳的动力性能。建立了具有不同节点刚性的双层柱面网壳结构的有限元模型,能够合理模拟节点半刚性。采用该有限元模型对双层柱面网壳结构的动力性能进行了分析,计算了结构的自振频率。研究了节点刚度、网壳矢跨比、跨度对结构自振特性的影响规律。分析表明,随着节点刚度的增加,网壳结构的自振频率略有增加,增加幅度为1%左右。结构的自振频率随矢跨比的减小而增大,增幅约为47%,随跨度的增大而减小,减小幅度约为44%。本文的结论将对双层柱面网壳结构的设计、优化和施工提供有益的参考。     

预应力双层柱面网壳结构的布索方案研究

预应力双层柱面网壳结构是将现代预应力技术引入双层柱面网壳当中,使网壳产生与荷载作用方向相反的位移,从而提高结构承载力,改善结构不合理受力的结构体系.目前,对于球面网壳、单层柱面网壳结构的研究已经日趋完善,而双层柱面网壳结构,尤其是预应力双层柱面网壳结构的研究相对较少.因此,选取大跨度的双层柱面网壳结构,利用有限元法,选择对结构受力有利的4种布索方案,结合3种荷载工况,并考虑结构矢跨比、网壳跨度、网壳厚度进行对比分析.     

异型双层柱面网壳结构的设计与分析

以某钢管厂大门异型双层柱面网壳结构设计为工程背景,推导了适用于弹性大位移分析的切线刚度矩阵,对异形双层柱面网壳结构的非线性性能进行了分析,最后得出了一些结论供工程设计与研究参考。     

中大震下大跨度双层柱面网壳的倒塌机理

以7个不同长度、厚度及支承方式的100m跨度双层柱面网壳模型为对象,分析地震作用下结构薄弱区域各类杆件的受力特点、失效原因及整体结构的倒塌机理.通过弹性反应谱法分析发现,双层柱面网壳距支座约1/4跨度处的杆件在非抗震设计工况及抗震设计工况下的最不利内力存在较大差异,且小震验算并不能使这些杆件的截面得以调整,这是该处形成薄弱区域的原因.薄弱区域各类杆件的地震内力与地震动分量及振型密切相关,其中弦杆(或腹杆)的内力由X(或Y)向地震动分量及首阶X(或Y)向水平振型提供绝对贡献.对结构进行7度大震和8度中、大震下的弹塑性时程分析发现,各模型塑性发展直至倒塌的特征总体相同,均为薄弱区域部分腹杆先形成沿网壳纵向的受压屈曲带,而后因内力重分布进一步在网壳中形成新的屈曲带,最终致使该类柱面网壳在跨度方向形成机构而倒塌.建议可以利用对薄弱区域的弦杆、腹杆内力起主要贡献的地震动分量和振型对结构进行针对性加强,以实现此类结构"大震不倒"的设防目标.     

FPS型TMD控震效应分析

基于FPS(FrictionPendulumSystem)型TMD(TurnedMassDamper)控制的多层剪切型结构振动微分方程 ,通过时程计算分析了FPS型TMD控震响应规律。结果表明 ,合理设计的FPS型TMD控振系统可以改善结构的振动响应     

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。     

一种新型薄壁钢结构——无波纹拱壳屋顶

通过对波纹拱壳屋顶结构存在问题的讨论 ,介绍了一种新型薄壁拱壳结构 ,即无波纹拱壳屋顶。并分析了适合于这种结构的几何非线性有限元理论。最后 ,通过算例对无波纹拱壳结构的极限承载力与波纹拱壳结构进行了比较 ,表明无波纹拱壳结构的极限承载力可大大提高     

钢管高性能混凝土柱抗震性能试验研究

对 4个钢管高性能混凝土柱和 2个钢筋高性能混凝土柱进行了抗震试验。试验发现 ,钢管径厚比和支座约束等是钢管高性能混凝土柱抗震性能的主要影响因素 ,特别是对钢管高性能混凝土柱的滞回特性、位移延性和极限相对位移的影响明显 ;钢管内埋并配置一定数量的抗剪钢筋是一种有效的支座嵌固 ;在柱截面尺寸及用钢量相同的条件下 ,钢管高性能混凝土柱的抗震性能比钢筋高性能混凝土柱好得多     

预应力混凝土框架动力特性的试验研究

通过两榀小比例部分预应力混凝土 (以下称简PPC)框架模型的振动台试验 ,研究预应力混凝土框架结构在地震作用下的动力特性和地震反应 ,主要包括自振周期 (频率 )、阻尼比、振型以及地震加速度反应等。并与相应的普通钢筋混凝土 (以下简称RC)框架模型振动台试验结果进行比较。     

非对称双塔连体结构的动力特性和地震响应分析

采用静力凝聚模型 ,结合一建筑实例对非对称双塔结构的动力特性进行分析 ,并同未设连体时的双塔结构的结果进行比较。还比较了在考虑水平双向地震输入时 ,无连体、连廊刚架两端橡胶垫连接不同的刚度时和两端刚性连接时这三种情况下的主结构和连体的随机地震响应     

单层厂房排架结构地震反应分析的新方法

提出了一种新方法用来进行单层工业厂房排架结构地震反应计算 ,这种方法能够精确地计划数值化地震波作用下单层工业厂房结构的动力反应。新方法是利用分段插值多项式逼近任意动力荷载 ,当动力荷载也为分段多项式时 ,Duhamel积分是有精确解的 ,因而和传统逐步积分法相比 ,新法不但具有较高的计算精度 ,而且大大减少了计算工作量。     

格构梁式大跨度框架及其机理分析

在利用附加剪弯杆改善框架性能这一有效方法的基础上 ,提出一种大跨度框架结构形式———格构梁式大跨度框架 ,指出其良好性能 ,分析这种优良性能的成因和机理。     

膜结构设计(2) 膜结构的形状确定与建筑功能要求

形状确定是膜结构设计的第一步 ,也是决定一个膜结构设计是否成功的关键。探讨了膜结构中“形”与“力”的关系 ,然后对 4种基本膜结构形式的曲面构成和力学特点进行了剖析 ;在此基础上介绍了形状确定的基本原则及主要方法。此外 ,还介绍了设计膜结构时在排水、防火与防雷、采光、隔音、隔热与保温等建筑功能方面应考虑的内容及常规做法     

膜结构的形状确定与建筑功能要求

形状确定是膜结构设计的第一步,也是决定一个膜结构设计是否成功的关键。探讨了膜结构中“形”与“力”的关系,然后对4种基本膜结构形式的曲面构成和力学特点进行了剖析;在此基础上介绍了形状确定的基本原则及主要方法。此外,还介绍了设计膜结构时在排水、防火与防雷、采光、隔音、隔热与保温等建筑功能方面应考虑的内容及常规做法。