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《天津大学》 2010年
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考虑杆件失稳效应的单层网壳结构动力破坏成因和承载力分析

杨律磊  
【摘要】:目前关于单层网壳结构的动力计算分析方法并不成熟,为了得到与实际情况相符的单层网壳结构在地震作用下的反应过程和动力破坏成因,有必要对其计算分析模型和计算方法进行系统、深入的研究。鉴于此,本文在总结国内外已有相关研究成果的基础上,对单层网壳结构的动力破坏成因和承载力进行了如下的研究。 (1)根据单层网壳结构杆件的受力特点,课题组提出了考虑杆件失稳效应的杆件力学模型,该模型能够模拟杆端形成塑性铰后杆件的力学行为以及杆件失稳前后各个阶段的杆件力学行为。 (2)基于本文的杆件力学模型对地震作用下多个单层球面、单层柱面、单层双曲扁网壳进行了动力反应弹塑性时程分析,结果表明:基于本文的杆件力学模型的分析可给出结构在地震反复作用下杆件经历的多次失稳—拉直与塑性铰形成—消失复杂过程,及由此造成的结构承载力的动态变化过程,实现了对单层网壳结构动力反应的全过程模拟;得到了不同形式单层网壳结构在地震作用下的动力破坏成因,单层球面、单层柱面、单层双曲扁网壳在强震作用下的破坏成因分别是大量杆件失稳、杆端塑性铰的成片出现导致结构局部成为机构、以及杆件失稳与杆端塑性铰成片分布共同出现。通过对单层球面、单层柱面网壳结构进行逐步增量时程分析,进一步研究了其在不同强度地震作用下的结构动力反应特点。 (3)采用正态分布随机变量描述单层网壳结构的初始几何缺陷,基于本文杆件力学模型计算分析缺陷结构的极限承载力,给出了基于可靠度的单层网壳结构极限承载力及其误差的表达式。结果表明,不考虑杆件失稳将高估结构的承载力。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU399

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【参考文献】
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