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单层球面网壳抗连续倒塌分析

徐公勇  
【摘要】:本文对单层球面网壳结构进行了抗连续倒塌分析。采用特征值屈曲分析、非线性静力求解方法计算网壳结构的极限承载力,得出单层球面网壳各杆件的敏感度SI,分析表明,通过计算敏感度能够找到网壳结构的重要构件。然后对一工程实例进行抗连续倒塌分析,通过拆除重要构件计算判断结构的抗倒塌能力。在此基础上,讨论了防止连续倒塌的有效措施,通过加强杆件等方法降低结构中杆件的敏感度值,提高网壳结构的整体性、连续性,降低结构连续倒塌的概率。 第一、二章本文回顾了连续倒塌研究的发展过程,列举三个有影响力的建筑物连续倒塌事故,介绍了国内外关于连续性倒塌的研究以及应用规范。对于网壳结构的广泛应用,认为研究网壳结构的当务之急是控制结构发生连续倒塌。为保证网壳结构具有足够的安全储备,引入结构冗余度和构件敏感度等新概念。 第三章通过对工程中常采用的K6型单层球面网壳进行灵敏度计算,得到各杆件的敏感度值大小,在不同跨度、矢高比下找到敏感度分布规律,证明了高敏感度杆件分布在特征值屈曲响应大的区域。然后分析了肋环型和联方型单层球面网壳,证明高敏感度杆件分布在特征值屈曲响应大区域具有普遍性。 第四章对单层球面网壳结构进行倒塌失效判断,分析某实际采光顶结构模型的敏感度,拆除重要构件进行抗连续倒塌分析。当拆除一根或多根敏感度高的网壳杆件时,进行剩余结构的极限承载力计算,讨论拆除构件对网壳结构连续性倒塌的影响,以及所能达到的破坏程度。 第五章研究了提高单层球面网壳结构抗连续倒塌能力的措施,主要通过控制偶然事件、调整网壳结构的合理选型和改变网壳的结构措施等方面入手。在防止连续倒塌的结构措施中主要研究了增大构件的截面尺寸方法,通过对采光顶结构的不同杆件的截面尺寸变化,得出选择一种合理的方法有利于结构的抗连续倒塌。


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