收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于性能的纵边落地支承单层柱面网壳抗震理论研究

杨大彬  
【摘要】:基于性能的抗震分析与设计是工程抗震发展史上的一个重要里程碑,代表了抗震研究的发展方向。在多高层建筑结构领域,基于性能的抗震研究已经取得了比较丰硕的理论成果,在抗震设计规范中已经有了一些体现。然而目前基于性能的空间结构抗震研究还处于初步的理论探索阶段,远未形成具体有效的设计方法,相比于多高层建筑结构,其理论研究大大滞后,严重制约了空间结构进一步的应用与发展。本文以空间结构的一种形式——纵边落地支承单层柱面网壳为主要研究对象,进行了基于性能的抗震理论研究,主要研究内容及成果如下: (1)空间结构地震时程分析Rayleigh阻尼系数的研究 基于结构在单维地震动下的振型峰值应变能公式,结合空间结构自振特性及地震响应的统计分析及规律总结,引入合理简化条件,首次推导了空间结构在三维地震动下的振型峰值应变能系数近似公式,该系数是空间结构三维地震动下各振型贡献的合理度量系数。以此系数为权重,提出了基于多参考振型的加权最小二乘法计算空间结构Rayleigh阻尼系数,基于Rayleigh阻尼理论的基本原理和假设条件,以纵边落地支承单层和双层柱面网壳为典型算例,对Rayleigh阻尼系数传统计算方法和本文提出的新方法进行了对比分析。分析表明,传统方法在某些地震波作用下会导致较大误差,而在任意地震波作用下新方法的结果都比传统方法更为合理,因此该方法是空间结构地震时程分析Rayleigh阻尼系数通用合理的计算方法。 (2)纵边落地支承单层柱面网壳强震倒塌机理研究 采用基于荷载域全程响应分析方法首次对纵边落地支承单层柱面网壳强震倒塌机理进行了系统研究。研究表明,该类型柱壳呈现明显的沿跨度方向的单向受力特征,当长宽比大于1时,长宽比对其受力几乎没有影响;强震破坏均为动力强度破坏;最低阶特征值屈曲模态和最低阶振动模态都可以作为初始几何缺陷分布模式,这两种分布模式对柱壳的地震响应几乎没有影响;初始几何缺陷方向对其地震响应有显著影响,因此地震响应分析必须考虑两个方向的初始几何缺陷;矢跨比对其倒塌PGA的发展趋势并无固定的影响规律;倒塌PGA均随屋面附加恒荷载的增大而减小,其减小程度随柱壳不同而不同。 (3)单层网壳地震损伤评估方法研究 提出了基于静力稳定极限承载力退化的单层网壳地震损伤评估方法。该方法理论基础及分析过程合理,计算简单且易于实现。利用该方法对纵边落地支承单层柱面网壳进行了损伤评估,并对该方法在单层球面网壳中的应用进行了研究。结果表明,该方法能够以较高的精度对单层网壳的地震损伤尤其是临近倒塌时的损伤进行评估,是单层网壳地震损伤评估的合理方法。该方法得到的损伤指数可以用来衡量单层网壳的性能水平,解决了基于性能的单层网壳抗震分析中的一个关键问题。 (4)纵边落地支承单层柱面网壳地震动参数研究 首次系统研究了在近场地震动下纵边落地支承单层柱面网壳的损伤和常用地震动参数的相关性和有效性。结果表明,由于该类型柱壳沿跨度方向的单向受力特性明显,整体角度来看,跨度方向的地震动参数的相关性和有效性高于其他两个方向的地震动参数;沿跨度方向地震动在结构基本周期处的加速度谱值Sa(T1)是最为合理的地震动参数,而PGA并非合适的地震动参数。该部分研究可以为纵边落地支承单层柱面网壳基于概率的抗震性能评估奠定基础。 (5)纵边落地支承单层柱面网壳性能水平划分和抗震性能评估研究 以《建筑地震破坏等级划分标准》(建设部90建抗字377号)给出的性能水平为基础,结合纵边落地支承单层柱面网壳的地震响应特点,利用基于静力稳定极限承载力退化的地震损伤指数对该类型柱壳的性能水平进行了划分,给出了不同性能水平下结构的破坏特征;依据基于概率的结构抗震性能评估方法对矢跨比为1/4的典型纵边落地支承单层柱面网壳进行了抗震性能评估,计算了某场地下各性能水平的年均超越概率和设计基准期50年的超越概率,结果表明,该柱壳具有很好的抗震性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沈世钊,陈昕,张峰,范卓;单层柱面网壳的稳定性(下)──六、拟合公式[J];空间结构;1998年03期
2 郭海山,沈世钊,蒋晓莹,白翔;弹性支承单层柱面网壳稳定性[J];空间结构;2002年02期
3 朱忠义,董石麟,邓华,徐学安;折线形单层柱面网壳的稳定分析[J];空间结构;1999年04期
4 黎大胜,朱召泉;单层柱面网壳的自振特性和地震响应分析[J];徐州建筑职业技术学院学报;2002年01期
5 陈帆,石卫华;地震作用下单层柱面网壳的动力稳定性能分析[J];华南地震;2004年04期
6 陆锡军;30m×50m 中学体育馆单层柱面网壳屋盖结构设计[J];空间结构;1998年01期
7 郭可,李海旺,赵治萍;太原市柴村高速公路收费站的地震响应分析[J];山西建筑;2003年15期
8 赵宪忠,蒋晓莹,赵昭仪;成都双流机场航站楼单层柱面网壳结构的整体稳定性研究[J];工业建筑;2004年07期
9 邢佶慧,柳旭东,范锋,沈世钊;单层柱面网壳结构地震模拟振动台试验研究[J];建筑结构学报;2004年06期
10 罗永峰,胡素娟,沈祖炎,胡学仁;节点刚性对带拱肋单层柱面网壳的稳定性影响研究[J];空间结构;1995年02期
11 罗永峰,胡素娟,胡学仁,沈祖炎;用杆系拱加强的单层柱面网壳稳定性分析[J];结构工程师;1995年02期
12 邢佶慧,沈世钊;单层柱面网壳结构强震作用下抗震性能研究[J];中国安全科学学报;2004年11期
13 张峰,沈世钊;荷载非对称分布对单层柱面网壳稳定性的影响[J];哈尔滨建筑大学学报;1998年01期
14 曹正罡;孙瑛;范峰;沈世钊;;单层柱面网壳弹塑性稳定性能研究[J];土木工程学报;2009年03期
15 吴碧野;丁博伦;;矢跨比对单层柱面网壳动力稳定性能影响[J];低温建筑技术;2010年12期
16 支旭东;吴金妹;范峰;沈世钊;;考虑材料损伤累积单层柱面网壳在强震下的失效研究[J];计算力学学报;2008年06期
17 庄广森;单层柱面网壳施工[J];施工技术;1992年06期
18 楼梦麟,邸龙;地震行波激励下单层柱面网壳反应分析[J];结构工程师;2005年05期
19 吴金妹;;大跨度单层柱面网壳在强震下的失效研究[J];低温建筑技术;2009年06期
20 黄友钦;顾明;;风荷载下单层柱面网壳的动力稳定[J];振动与冲击;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗永峰;胡学仁;胡素娟;石磊;朱享发;陆锡军;;上海石化附中体育馆带肋单层柱面网壳模型稳定性分析[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
2 苗欣;曹升铉;;21×50m~2单层柱面网壳设计[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年
3 朱享绂;陆锡军;胡学仁;;上海石化总厂师大三附中体育馆30~M×50~M单层柱面网壳屋盖设计[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
4 颜卫亨;张锋;;纵向边缘支承的单层柱面网壳蒙皮效应研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
5 桂国庆;英金贵;苏光学;;支座刚度对单层柱面网壳稳定性的影响分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
6 梁利平;吴桂英;;单层圆柱面网壳的非线性稳定性分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2008年
7 李会军;柳春光;;节点刚度对单层柱面网壳双重非线性稳定性的影响[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
8 范峰;邢佶慧;沈世钊;;单层柱壳结构弹塑性抗震性能分析[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
9 任晓勇;钱稼茹;马宝民;;大跨钢筋混凝土单层柱面网壳结构的设计与研究[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
10 孙建恒;杜守军;夏亨熹;;柱面单层网壳稳定性能研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨大彬;基于性能的纵边落地支承单层柱面网壳抗震理论研究[D];北京工业大学;2011年
2 邸龙;复杂条件下大跨度空间柱面网壳结构的抗震研究[D];同济大学;2006年
3 田伟;刚性单层网壳结构找形与稳定研究[D];浙江大学;2011年
4 葛金刚;强震作用下单层网壳结构倒塌机理及抗倒塌措施[D];天津大学;2012年
5 齐麟;强震作用下单层网壳结构动力破坏机理[D];天津大学;2011年
6 史庆轩;钢筋混凝土结构基于性能的抗震研究及破坏评估[D];西安建筑科技大学;2002年
7 李江腾;硬岩矿柱失稳及时间相依性研究[D];中南大学;2005年
8 李立峰;正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究[D];湖南大学;2005年
9 郭佳民;弦支穹顶结构的理论分析与试验研究[D];浙江大学;2008年
10 钟炜辉;冲击荷载作用下轴心受压构件动力屈曲研究[D];西安建筑科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王雯;钢柱四边支承的单层柱面网壳强震倒塌机理[D];北京工业大学;2012年
2 刘学会;单层柱面网壳结构风荷载影响分析[D];河北农业大学;2010年
3 计凌云;单层柱面网壳结构抗风类型划分[D];北京交通大学;2010年
4 王凯;不同支承条件下单层柱面网壳结构的动力特性及抗震性能研究[D];东北大学;2009年
5 陈志强;成都双流国际机场T1航站楼结构设计与施工[D];西南交通大学;2011年
6 文鹏;半刚性节点单层柱面网壳试验及其稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 吴金妹;基于损伤的单层柱面网壳强震失效机理研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 高永林;单层柱面网壳结构动力性能分析[D];昆明理工大学;2007年
9 卢茂云;成都双流国际机场航站楼屋盖钢管结构工程相关技术研究[D];重庆大学;2005年
10 王书鹏;大空间钢结构的爆炸动力响应及抗爆设计方法[D];华侨大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 相晓冬;大地震震出国产避震技术[N];中国企业报;2008年
2 本报记者 薛秀泓;国产避震技术要走节约型之路[N];中国改革报;2008年
3 本报记者 刘继安;水电泰斗 赤子情怀[N];中国教育报;2002年
4 中国土木工程学会供稿;桥梁工程建设[N];中国建设报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978