联方型单层球面网壳结构抗连续性倒塌分析

【摘要】：网壳结构因其外形美观、受力合理、能够获得较大室内空间而在工程中得到了广泛的应用。结构在使用过程中可能会受到偶然荷载的作用而发生损伤,对于损伤后的结构,能否在原设计荷载下继续承载而不发生倒塌,或能否保证在建筑内的人员所必须的撤离时间内不发生倒塌,这个问题越来越得到人们的关注与重视。目前我国对连续倒塌的研究主要集中在框架结构,对于空间结构的抗连续性倒塌研究起步较晚。由于网壳结构类型较多,具有不同的特点,且受力机理与性能均有差异,故亟需完善其抗连续性倒塌能力的研究。相较于双层网壳来说,单层网壳冗余度较低,抵抗连续性倒塌的能力较弱,当结构局部发生损伤后,可能会引起结构的连续性倒塌。因而研究联方型单层球面网壳结构的抗连续性倒塌能力具有理论意义和工程应用价值。为研究联方型单层球面网壳结构抗连续性倒塌能力,运用备用荷载路径法,借助ANSYS有限元分析软件,对40m跨度的不同矢跨比联方型网壳结构进行杆件及节点的敏感度分析与探讨,得到高敏感性杆件及节点的区域主要位于结构中下部。基于杆件及节点的敏感度分析,结合结构连续性倒塌评估准则,以40m、50m、和60m跨度,1/3、1/5和1/7矢跨比为参数,分别在竖向荷载和风荷载作用下对联方型网壳结构进行几何材料双重非线性屈曲分析,探讨与研究结构的连续性倒塌机理和抗连续性倒塌能力,得到结构在跨度为40m时,矢跨比为1/5时具有良好的抗连续性倒塌能力。