下载文档原格式
单层铰接球面网壳结构的抗震性能浅析环向折线形单层球面网壳兼有单、双层网壳结构的受力特性，是在中心开孔按曲面放置的正放四角锥双层球面网壳基础上，去除除内圈上、下弦环杆以外的所有环向杆件，所形成的一种一次超静定的新型空间桁架体系。
这是对现有《空间网格结构技术规程》[2]中3.1.8条规定的发展。
我国是一个地震高发地区，因此对环向折线形单层球面网壳这一新型的空间桁架体系进行抗震性能的研究更具有突出的重要意义。
本文通过进行了研究，并采用了动力时程分析法和振型分解反应谱法分别对一80m中小跨度的环向折线形单层球面网壳结构的进行了抗震性能分析，研究了结构在三种不同地震荷载工况下的动力响应。
1 计算模型及荷载取值设环向折线形单层铰接球面网壳的环向分为16等分、、和m。
杆件截面统一采用，截面面积为14430mm2，弹性模量为2.06x105Mpa。
分析中考虑以下荷载：0.5kN/m2恒载、0.5kN/m2活载和结构自重。
周边采用不动铰支座，环向折线形单层铰接球面网壳结构的计算模型见下图。
2 抗震性能分析分析中假定环向折线形单层球面网壳结构所处场地类型为Ⅱ类，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第一组。
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010[4]相关规定，对网壳分别采用动力时程分析法和振型分解反应谱法对结构的抗震性能进行分析。
分析结果中所提取的控制杆件、节点的位置及编号，见下图。
2.1 时程分析法采用1940年美国加利福尼亚州记录的El-Centro波，其水平最大加速度为0.35g，持续时间为12s。
根据GB50011-2010的5.1.4条规定，8度设防烈度区多遇地震下，地面运动的最大加速度取70cm/s2。
在整个时程分析过程中提取各杆件的最大轴力进行比较，并列出了它们的最大地震动内力系数，见下表所示。
可以看出，网壳各杆件在一维水平向地震和三向地震作用下具有相似的力学性能，即两者相应杆件的最大动内力系数基本一致。
斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析韩庆华;王月;芦燕;李亚明;薛原【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2024(43)3【摘要】为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。
结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。
当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。
斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。
【总页数】10页(P255-264)【作者】韩庆华;王月;芦燕;李亚明;薛原【作者单位】天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室;天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;天津大学建筑工程学院;上海建筑设计研究院有限公司;中国建筑科学研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU352.1【相关文献】1.桩-土-结构相互作用下新型抗拔摩擦摆支座对单层柱面网壳结构地震响应的影响2.设置多功能摩擦摆系统的单层球面网壳结构地震响应分析3.上海滴水湖皇冠假日酒店单层球面网壳在累积损伤及初始缺陷影响下的地震响应分析4.El Eentro地震波下杆件屈曲对K8型单层球面网壳结构敏感性分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单层柱面网壳在强震下的破坏机理研究王晓可范峰支旭东沈世钊（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５００９０）摘要：柱面网壳的结构形式、受力特性与其他网壳结构不同，造成其在强震下破坏机理的特殊性。
采用基于结构响应的全过程分析方法，利用软件Ａｂａｑｕｓ，综合宏观、微观响应指标，对单层柱面网壳进行大规模的参数分析，探求其在强震下的破坏机理。
通过典型算例的分析比较，确定了单层柱面网壳的破坏模式及其特征，总结了临界荷载的确定方法。
在大量计算数据统计的基础上，提出了单层柱面网壳实用的动力破坏判别准则。
单层柱面网壳在强震下可能出现的动力失稳破坏突然，破坏时塑性发展浅，结构刚度几乎没有削弱，结构位移小。
单层柱面网壳在强震下强度破坏也可能出现，情况与前不同，其中强度破坏包括强度破坏Ⅰ和强度破坏Ⅱ，强度破坏Ⅱ有明显失稳现象而强度破坏Ⅰ没有。
动力实用判别准则以最大节点位移和８ｐ比例为参考指标，用来确定强度破坏Ⅰ和强度破坏Ⅱ极限荷载。
对考虑损伤的柱壳破坏机理进行了初步探讨，损伤对不同的结构影响不同，给出了工程设计中损伤降低系数的建议值。
关键词：单层柱面网壳；强震作用；破坏机理；动力失稳；强度破坏中图分类号：ＴＵ３９３．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００６）１１－００２６－０７Ｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅＷａｎｇＸｉａｏｋｅＦａｎＦｅｎｇＺｈｉＸｕｄｏｎｇＳｈｅｎＳｈｉｚｈａｏ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｏｓｅｏｆｏｔｈｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｓｈｅｌｌｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｏｍｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙｏｎｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｎＡｂａｑｕｓ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｍｕｌｔｉ－ｉｎｄｅｘｅｓｒｅｓｐｏｎｓｅｓｆｒｏｍｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｎｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｌｅｖｅｌｓ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒａｎａｌｙｓｅｓｆｏｒｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｕｎｄｅｒｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．Ａｆｔｅｒｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌｃａｓｅｓｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｓｏｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｇｒｅａｔｎｕｍｂｅｒｏｆａｎａｌｙｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｅｄｄａｔａａｐｒａｃｔｉｃａｌｄｙｎａｍｉｃｆａｉｌｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｉｓｇｉｖｅｎ．Ｕｎｄｅｒｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｍａｙａｐｐｅａｒｓｕｄｄｅｎｌｙ，ａｎｄｗｈｅｎｉｔｈａｐｐｅｎｓ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｌｉｍｉｔｅｄ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｓａｌｍｏｓｔａｓｓａｍｅａｓｂｅｆｏｒｅａｎｄｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｒｅｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ．Ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｍａｙａｌｓｏｈａｐｐｅｎ．Ｉｔｓｅｅｍｓｑｕｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．ＴｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｉｎｃｌｕｄｅｓｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅⅠａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅⅡ．ＳｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅⅡｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｓｉｍｉｌａｒｐｈｅｎｏｍｅｎａａｓｔｈｏｓｅｉｎｄｙｎａｍｉｃｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅⅠｈａｓｎｏｔ．Ｕｓｉｎｇｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｗｈｏｌｅ－ｓｅｃｔｉｏｎｙｉｅｌｄｅｌｅｍｅｎｔｓ（８ｐ）ａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｌｏａｄｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅⅠａｎｄｍｏｄｅⅡ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄａｍａｇｅｄｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｍｏｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ，ａｒｅｄｕｃｅｄｄａｍａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎｉｓｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｌａｔｔｉｃｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌ；ｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；ｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｄｙｎａｍｉｃｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｆａｉｌｕｒｅＥ－ｍａｉｌ：ｇｌｏｒｉａ－ｗ＠１６３．ｃｏｍ基金项目：国家自然科学基金重点项目（５０３３８０１０和５０２７８０２０）作者简介：王晓可，博士收稿日期：２００５－１２－１９网壳结构在动力荷载下可能会发生由几何非线性起主导作用而使结构无法维持稳定振动状态的动力失稳破坏，还可能会发生由塑性变形过度发展而导致的强度破坏。
单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及易损性研究随着建筑结构设计的不断发展和进步，针对地震的设计要求得到了焕然一新的进展，如今，地震设计加入了新的要素，如考虑隔震、减震和加强某些构件等，但是在发生地震灾害时，建筑结构在长期的使用过程中难免会出现变化。
本论文将试图探讨单层柱面铝合金网壳的结构强震失效机理及易损性问题。
一、铝合金网壳的结构原理铝合金网壳的结构原理是一种基于薄壳理论和拱理论所建立的模型，该模型的特点是单层网状薄壳板形成的凹显拱壳体，密度小、坚固耐用、具有轻质、高强、可塑性好、耐腐蚀等优点，因此被广泛用于建筑领域。
二、单层柱面铝合金网壳的研究现状随着对单层柱面铝合金网壳的应用越来越广泛，对其结构的研究也越加深入。
在之前的研究中，单层柱面铝合金网壳的失效模式和失效机理已经得到了一定程度的研究。
据研究表明，单层柱面铝合金网壳在发生地震时，其容易发生弹性稳定性失效、破坏部位的屈曲和扭转变形、拱肋和网壳的纵向位移等破坏模式。
同时，板的灵活性和支撑条件的变化也会对其破坏过程的形成起到重要的作用。
三、单层柱面铝合金网壳的易损性单层柱面铝合金网壳由于其运用材料的特殊性质，其结构上的易损性也具有一定的难度。
在其失效模式和失效机理研究的过程中，研究人员还发现了一些影响网壳易损性的原因，如弯曲强对应的大度数、铝合金网壳前倾和横向负偏差、墙底残余形变等因素。
四、对单层柱面铝合金网壳的加固与改进针对单层柱面铝合金网壳的现有问题，进行加固与改进可以有效提升其结构的抗震性。
具体来说，可以进行以下方面的优化：1、提高板的剪切强度，使其进一步增强其弹性稳定性和破坏时的承载能力。
2、调整拱肋的刚度和位置，以增强其受力性能。
3、增加板与拱肋的间隔数，减轻板的支撑条件，降低板件的纵向位移等。
五、总结本论文针对单层柱面铝合金网壳的结构强震失效机理及易损性进行了初步分析。
在建筑设计和施工中，应对其结构进行更加全面和深入的阐述，并基于现有问题加以修正和改进，以提升其抗震性能，并实现其在地震中的稳定运行。
强震作用下单层网壳结构动力破坏机理的开题报告【开题报告】强震作用下单层网壳结构动力破坏机理研究一、选题背景网壳结构作为轻质、高刚度的空间结构，应用广泛。
在地震等自然灾害的作用下，建筑结构的安全性和可靠性成为重要关注点。
因此，探究强震作用下单层网壳结构的动力破坏机理，对于提高城市抗震能力和减少人员财产损失具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过文献综述和理论分析，探究强震作用下单层网壳结构的破坏机理，为建筑结构的抗震设计提供有价值的参考。
具体目的如下：1.分析单层网壳结构的力学性能。
2.分析强震的地震动力学特性及其对单层网壳结构的影响。
3.通过数值模拟和实验研究，探究不同地震地面运动下，单层网壳结构的破坏机理和破坏模式。
4.提出加强单层网壳结构抗震能力的建议，并为工程实践提供技术支持。
三、研究内容和方法本研究的内容主要包括以下方面：1.文献综述：了解国内外研究进展和研究现状，明确研究思路。
2.理论分析：分析单层网壳结构的力学性能，建立数学模型，计算其固有频率和振型，并对地震动力学特性进行分析。
3.模拟计算：利用Abaqus软件，建立单层网壳结构的三维有限元模型，模拟其在不同地震动力下的破坏过程和破坏模式，并得出结论。
4.实验研究：结合以往的实验数据，设计并开展一系列单层网壳结构的地震模拟试验，验证数值模拟计算结果的正确性。
四、预期成果和创新点本研究预期的成果包括以下方面：1.对单层网壳结构的力学性能和地震动力学特性进行深入分析。
2.探究不同地震地面运动下，单层网壳结构的破坏机理和破坏模式。
3.提出加强单层网壳结构抗震能力的建议，并为工程实践提供技术支持。
本研究的创新点主要表现在以下方面：1.使用现代计算机及其软件，建立单层网壳结构的三维有限元模型，模拟其在不同地震动力下的破坏过程和破坏模式。
2.将理论分析和模拟计算相结合，对单层网壳结构的强震破坏机理进行全面深入地讨论。
3.通过实验方法验证模拟计算结果的正确性，提高研究的可信度和实用性。
考虑下部结构的球面网壳在强震作用下的破坏机理研究
樊永盛;李彦君;杜雷鸣;李海旺
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】2009(024)012
【摘要】以具有实际工程意义的40 m跨度,矢跨比为1/3,同时考虑圈梁和下部柱及柱间支撑的K8型单层球面网壳为研究对象,利用ANSYS有限元程序,在考虑几何非线性和材料非线性效应的条件下,研究该结构在三向强烈地震荷载作用下的动力响应、失稳模态及破坏机理,并分析下部支承结构、杆件弯曲变形对网壳结构动力稳定性的影响.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】樊永盛;李彦君;杜雷鸣;李海旺
【作者单位】太原市建筑设计研究院,太原,030002;山西建筑职业技术学院,太原,030006;山西工程职业技术学院,太原,030009;太原理工大学建筑与土木工程学院,太原,030024
【正文语种】中文
【相关文献】
1.强震作用下大型古滑坡体变形破坏机理研究 [J], 胡卸文
2.强震作用下球面网壳动力强度破坏研究 [J], 范峰;钱宏亮;邢佶慧;支旭东;沈世钊
3.强震作用下大型古滑坡体变形破坏机理研究 [J], 胡卸文
4.强震作用下循环水泵房结构地震动力破坏机理分析 [J], 许新勇;刘旭辉;王文丰;
蒋莉
5.单层球面网壳强震失效机理及参数影响研究 [J], 张微敬;许丽红;张毅刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单层球面网壳强震失效分析中考虑节点刚度影响的简化模型研究随着我国经济的快速发展，高层建筑、大型体育场馆、桥梁、隧道等工程项目逐渐增多。
随之而来的是对结构安全性和抗震性能的更高要求。
其中，球面网壳结构具有较高的使用价值和美学价值，但在强震作用下易发生失效，对人员和财产的安全造成极大威胁。
传统球面网壳的结构分析方法忽略了节点刚度对整个结构的影响，导致在强震作用下失效预测结果偏差较大。
因此，结合球面网壳结构特性和失效机理，引入节点刚度因素，探究其对结构强震失效的影响，对球面网壳结构的抗震设计具有重要的理论和实践意义。
目前，对于单层球面网壳的强震失效分析，学术界已经提出了多种模型。
经过研究，笔者认为在考虑节点刚度影响的前提下，可以采用简化模型对单层球面网壳的强震失效进行分析和研究。
其具体步骤如下：首先，采用有限元方法对单层球面网壳进行建模，将节点约束刚度与单元刚度进行耦合。
其次，在结构受强震作用时，计算节点的相对位移，同时考虑节点的刚度和变形特性。
然后，根据节点的相对位移以及约束刚度和单元刚度的耦合关系，进一步计算节点和单元在强震作用下的变形和应力状态。
最后，根据节点和单元的变形和应力状态，预测结构的失效情况。
以上模型的关键在于节点刚度影响的考虑。
因此，在计算节点位移和相对位移时，需要将节点的约束刚度和变形特性纳入考虑。
此外，还需要对节点固有频率和节点模态振动形态进行分析和研究。
通过对节点的分析和研究，可以得出单层球面网壳结构失效的主要影响因素，为球面网壳结构的抗震设计提供参考依据。
综上所述，单层球面网壳强震失效分析中考虑节点刚度影响的简化模型是一种比较新颖的研究方向。
该模型结合了球面网壳结构特性和失效机理，引入节点刚度因素，对结构强震失效进行分析和研究，为球面网壳结构的抗震设计提供了新的研究方向和思路。
在未来的研究中，应加强模型的验证和实验研究，提高模型的可靠性和适用性，为球面网壳结构的工程应用提供更为可靠的支撑。
